甘肃积石山县M_(S)6.2地震同震地质灾害发育特征与易发性评价 被引量：11

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作者 刘帅 何斌 +11 位作者 王涛 刘甲美 曹佳文 王浩杰 张帅 李坤 李冉 张永军 窦晓东 吴中海 陈鹏 丰成君 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期314-331,共18页

2023年12月18日,甘肃积石山县发生M_(S)6.2地震,诱发的同震地质灾害严重威胁到人民生命和财产安全,因此及时总结分析同震地质灾害发育规律并进行县域易发性评价,对支撑震后恢复重建至关重要。通过应急排查、野外调查与结果分析,对同震... 2023年12月18日,甘肃积石山县发生M_(S)6.2地震,诱发的同震地质灾害严重威胁到人民生命和财产安全,因此及时总结分析同震地质灾害发育规律并进行县域易发性评价,对支撑震后恢复重建至关重要。通过应急排查、野外调查与结果分析,对同震地质灾害发育特征进行分析总结;以震后排查的同震新增和加剧隐患点为分析样本,采用Pearson相关性系数与随机森林Gini系数分析方法,筛选了15个影响因子,并运用机器学习-随机森林模型对积石山县进行同震地质灾害易发性评价。结果表明,震区同震地质灾害总体发育程度不强,规模以小型为主,崩滑流地质灾害隐患可分为3大类、8个亚类,绝大部分分布在黄土丘陵区;积石山县同震地质灾害随机森林模型易发性评价(AUC=0.961)结果显示,极高易发区面积占比约8.67%,主要分布在胡林家乡、徐扈家乡、柳沟乡等乡镇,且县域及各乡镇易发性分级结构与隐患点密度分布吻合程度高。评价结果对已有排查隐患点以外的震裂山体或潜在崩滑流灾害具有重要指示作用,可为积石山县灾后恢复重建规划提供决策支撑,同时将Pearson相关性系数与随机森林Gini系数的影响因子筛选方法及机器学习模型——随机森林应用于易发性评价中,可为其他山地丘陵区地质灾害易发性评价提供参考。 展开更多

关键词 积石山地震 同震 地质灾害 易发性 随机森林 影响因子

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复杂构造区抽水蓄能工程关键地质安全问题:回顾与展望

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作者 殷跃平 孙萍 +5 位作者 杜建军 王浩杰 张帅 李冉 李坤 辛鹏 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期1002-1028,共27页

复杂构造区抽水蓄能工程关键地质安全研究存在4个方面问题:(1)上下库间断裂构造探测精度与工程地质安全风险评价不适配;(2)观测数据匮乏制约上库地震放大效应机理认知并致设计依据不足,(3)极端降雨和地震作用下高位滑坡泥石流链式风险... 复杂构造区抽水蓄能工程关键地质安全研究存在4个方面问题:(1)上下库间断裂构造探测精度与工程地质安全风险评价不适配;(2)观测数据匮乏制约上库地震放大效应机理认知并致设计依据不足,(3)极端降雨和地震作用下高位滑坡泥石流链式风险防控技术尚待完善,(4)水位长期高频消落与上库岸坡结构长期损伤劣化评价亟待完善。建议高度关注以下研究重点方向:(1)开展断裂构造精细智能勘探技术,实现复杂构造精细识别与地质参数动态更新;(2)建立覆盖多地形地貌单元的标准化斜坡地震动观测台阵,揭示地震动放大效应的非线性阈值特征与空间异质性规律,构建基于地震动力放大效应的高位库坝抗震设计理论框架;(3)探明极端工况作用下滑坡-泥石流启动-级联堵溃-入库风险链式成灾过程,构建集灾源判识-多级堵溃-沿程侵蚀-入库成灾于一体的综合防控体系;(4)开展灾变机理多因素耦合分析和实时动态评估,完善在极端条件与高频大幅涨落环境下上库消落带岩体与护坡工程的疲劳损伤机理和模型。 展开更多

关键词 抽水蓄能工程 地质安全 活动断裂 地震动放大效应 地质灾害 库坡损伤劣化

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考虑月度降雨变化的多情景区域滑坡易发性评价——以湖南省长沙市为例

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作者 刘帅 王涛 +2 位作者 曾先贵 张帅 方亚其 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第5期944-961,共18页

针对单一情景的滑坡易发性评价难以揭示区域滑坡发育潜势时空变化的问题,在极端降雨事件频发的背景下,以湖南省长沙市为例,融合机器学习算法与空间矩阵动态叠加分析,开展考虑月度降雨变化的滑坡易发性多情景评价研究;结合皮尔逊(Pearson... 针对单一情景的滑坡易发性评价难以揭示区域滑坡发育潜势时空变化的问题,在极端降雨事件频发的背景下,以湖南省长沙市为例,融合机器学习算法与空间矩阵动态叠加分析,开展考虑月度降雨变化的滑坡易发性多情景评价研究;结合皮尔逊(Pearson)相关系数与随机森林基尼(Gini)系数筛选出高程、距河流距离、地形起伏度等15个地质环境因子,构建滑坡易发性影响因子体系;通过随机森林模型建模,实现基于地质环境因子的静态易发性分区;基于此,进一步综合多年平均月降水量数据,建立“地质环境本底-动态降雨诱发”双因素叠加模型,揭示了滑坡易发性呈现显著的季节性时空响应特征。结果表明:3月湖南省长沙市东部和西部同步形成滑坡极高易发区;随着降雨增强,滑坡高易发区自3月至5月呈现向心性扩展态势,其中东部(浏阳市)扩展速率较西部(宁乡市)快20%,形成“东强西弱”的非对称扩展特征;6月汛期峰值时,宁乡市滑坡极高易发区占比达36.3%,空间分布呈现双核心集聚特征;7月至8月滑坡易发等级逐步下降;9月滑坡易发等级骤降,滑坡极高易发区完全消退;高程(贡献度为19.40%)、坡向(15.54%)、距一级河流的距离(13.35%)及地形起伏度(12.65%)是区域滑坡发育的主控因子,降水量变化显著改变了滑坡易发性的时空分布特征。 展开更多

关键词 降雨 滑坡 易发性 随机森林模型 皮尔逊相关性 基尼系数 主控因子 湖南

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四川泸定M_(S)6.8级地震诱发崩滑灾害快速评估 被引量：14

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作者 刘甲美 王涛 +5 位作者 杜建军 陈鲲 黄健航 王浩杰 阮泉泉 冯飞 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期84-94,共11页

强震诱发崩滑灾害可严重加剧地震灾害损失,快速评估地震诱发崩滑分布对于应急救灾工作部署具有重要意义。利用2022年9月5日泸定M_(S)6.8级地震震前30 m分辨率地形数据结合1∶50万比例尺地质图,采用Newmark累积位移方法开展了泸定地震诱... 强震诱发崩滑灾害可严重加剧地震灾害损失,快速评估地震诱发崩滑分布对于应急救灾工作部署具有重要意义。利用2022年9月5日泸定M_(S)6.8级地震震前30 m分辨率地形数据结合1∶50万比例尺地质图,采用Newmark累积位移方法开展了泸定地震诱发崩滑灾害快速评估。结果显示:(1)地震诱发崩滑灾害较为严重,崩滑高危险区面积约为45 km2,主要分布在鲜水河断裂以西大渡河西岸近东西向支沟两岸,其中以燕子沟、磨子沟、海螺沟、飞水沟、湾东河、什月河、田湾河等崩滑危险性较高,对沟内居民及游客生命安全威胁较大,沟内公路受崩滑阻断风险较高,局部河道有被崩滑堵塞风险;(2)泸定县冷碛镇、兴隆镇、磨西镇、得妥乡等4个乡镇及石棉县田湾乡、草科乡、新民乡、先锋乡、蟹螺乡、挖角乡等6个乡镇崩滑危险性较高;(3)震中附近地区大渡河沿线省道S434和S211受崩滑阻断可能性较大;(4)贡嘎雪山一带预测地震崩滑危险性为中等,但需关注冰崩型、岩崩型高位远程灾害(链)风险。通过与震后应急排查、遥感解译等获取的地震Ⅷ度、Ⅸ度区内发生的崩滑分布对比,表明在大渡河西岸各支沟滑坡位移分析结果能够较好地反映同震滑坡的宏观分布特征,但在磨西台地边缘、大渡河干流两岸吻合程度欠佳,后续将通过提升岩性和地形等数据质量进行改进。有关成果可为震后重建规划、震后长期灾害效应分析等提供参考,同时深化了地震崩滑快速评估技术方法,地震崩滑快速评估的可靠性。 展开更多

关键词 泸定地震 地震崩滑危险性 应急快速评估 Newmark累积位移模型

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基于优化随机森林模型的降雨群发滑坡易发性评价——以西秦岭极端降雨事件为例 被引量：16

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作者 刘帅 王涛 +3 位作者 曹佳文 刘甲美 张帅 辛鹏 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期958-970,共13页

随机森林模型(RF)是在滑坡易发性评价中广泛应用的机器学习模型之一。针对制约随机森林模型评价应用质量的难点问题,以西秦岭山区娘娘坝镇极端降雨诱发的2万余处群发滑坡为例,从滑坡-非滑坡样本筛选方法、影响因子选取、联结方法应用和... 随机森林模型(RF)是在滑坡易发性评价中广泛应用的机器学习模型之一。针对制约随机森林模型评价应用质量的难点问题,以西秦岭山区娘娘坝镇极端降雨诱发的2万余处群发滑坡为例,从滑坡-非滑坡样本筛选方法、影响因子选取、联结方法应用和超参数优化4个方面开展了模型优化及与常规模型评价的对比研究。通过区域滑坡易发性评价和有效性比较可知,2种情形评价均取得理想结果,优化随机森林评价结果AUC(精度曲线下的面积)可达0.877,对比常规评价结果更优,表明该优化方法可以明显提升随机森林模型在区域降雨滑坡评价中的效果和学习效率,可为气候变化背景下极端降雨群发滑坡灾害易发性评估提供参考。 展开更多

关键词 滑坡 易发性 随机森林 极端降雨 西秦岭

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辽宁省沈抚新区区域地壳稳定性评价 被引量：1

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作者 张春山 张树轩 +5 位作者 杨为民 孟华君 吕佳进 张田田 吴季寰 郭涵 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期453-462,共10页

在广泛收集资料和野外调查工作的基础上,经综合分析控制和影响区域地壳稳定性的主要因素和内外动力地质的耦合作用,基于ArcGIS平台采用多因素加权叠加分析方法开展了沈抚新区区域地壳稳定性评价研究。评价因素主要选取活动断裂、地震活... 在广泛收集资料和野外调查工作的基础上,经综合分析控制和影响区域地壳稳定性的主要因素和内外动力地质的耦合作用,基于ArcGIS平台采用多因素加权叠加分析方法开展了沈抚新区区域地壳稳定性评价研究。评价因素主要选取活动断裂、地震活动性和深部地球物理以及工程岩组、地形地貌与地表地质灾害等共12个影响因子,并依据评价因素的关联性和重要性进行分类赋值,进而建立了区域地壳稳定性评价模型。对沈抚新区的区域地壳稳定性进行了定量化评价。结果表明,沈抚新区以稳定区和次稳定区为主,面积为728.9 km^(2),占总面积的81.07%,有利于规划和建设。建议在地下工程穿越不稳定区和次不稳定区时,要采取必要的工程措施,确保基础和边坡的稳定性。规划的地铁9号线主要穿越次不稳定区和次稳定区。施工带在埋深15~25 m之间,该段地层主要为卵砾石堆积层、泥包砾堆积层与变质片麻岩强风化带及其交接部位,施工带处于地下水浸没带或变动带,其支护比较困难,建议尽早确定合理的施工方案,保障施工顺利和安全,此外还需要采取一定降水防腐措施。 展开更多

关键词 沈抚新区 规划地铁9号线 多因子加权叠加法 区域地壳稳定性评价 工程地质条件与地质灾害

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Newmark位移预测模型改进及同震滑坡危险性评估研究

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作者 黄健航 刘甲美 王涛 《震灾防御技术》 2025年第3期564-584,共21页

基于Newmark累积位移模型的区域地震滑坡危险性评估是目前国内外主流的定量评估方法之一,而Newmark位移模型是应用该方法的关键。本文利用2008年汶川M_(S)8.0地震强震动数据,优化改进并建立了基于临界加速度、Arias强度参数的线性和二... 基于Newmark累积位移模型的区域地震滑坡危险性评估是目前国内外主流的定量评估方法之一,而Newmark位移模型是应用该方法的关键。本文利用2008年汶川M_(S)8.0地震强震动数据,优化改进并建立了基于临界加速度、Arias强度参数的线性和二次函数2种形式的Newmark位移模型,同时与已有位移预测模型在拟合优度上进行对比。利用2013年芦山M_(S)7.0地震强震动数据进行对比分析,验证了改进模型的精度和有效性。基于改进模型及前人模型,开展了2017年九寨沟M_(S)7.0地震诱发同震滑坡危险性评估分析,预测位移与实际地震滑坡分布对比显示,改进模型的ROC曲线成功率(S_(AUC)=0.913)略高于前人模型,表明其对地震滑坡高危险区的评估效果更佳,可为青藏高原东缘等类似地区的同震滑坡识别提供参考。 展开更多

关键词 Newmark 临界加速度 Arias强度 地震滑坡 汶川地震 九寨沟地震

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基于熵权变异系数融合算法和FLO-2D的朱家沟流域泥石流危险性评价 被引量：15

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作者 吴季寰 张春山 +3 位作者 杨为民 孟华君 郭涵 万飞鹏 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期81-91,共11页

岷县朱家沟是青藏高原东北缘的典型泥石流小流域,受地震与极端降雨影响泥石流灾害频发,严重威胁县城安全,亟需开展泥石流危险性评价。本文采用熵权与变异系数融合算法评价流域内各支沟泥石流易发性,并选取高易发支沟及主沟进行泥石流事... 岷县朱家沟是青藏高原东北缘的典型泥石流小流域,受地震与极端降雨影响泥石流灾害频发,严重威胁县城安全,亟需开展泥石流危险性评价。本文采用熵权与变异系数融合算法评价流域内各支沟泥石流易发性,并选取高易发支沟及主沟进行泥石流事件数值模拟。以“7·18”朱家沟泥石流为例验证精度高于74.12%后,将此评价体系应用于极端降雨条件下的朱家沟泥石流危险性区划。结果表明:沟口单宽清水流量峰值、沟道长度和浅表层岩组是泥石流易发性主要影响因素,流域主要支沟:哈固沟、朱林沟、松树沟和郎家沟均为高易发沟;百年一遇强降雨条件下朱家沟泥石流堆积物会堵塞洮河,威胁沟道、沟口及洮河对岸城区居民生命财产安全,其中高危险区为主沟沟道和沟口,中危险区为哈固沟、朱林沟和松树沟,低危险区为郎家沟。研究成果可为青藏高原东北缘泥石流灾害提供评价方法和防治依据。 展开更多

关键词 泥石流 信息熵 变异系数 FLO-2D 危险性评价 青藏高原东北缘

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天水市北山滑坡群发育特征及坡体结构分区 被引量：4

9

作者 王浩杰 孙萍 +2 位作者 张帅 王涛 任健 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期236-252,共17页

天水市北山地处秦岭北缘山地与黄土高原过渡地带,受强烈的内外动力耦合作用影响,诱发了呈带状分布的大型滑坡群,严重制约现阶段天水市区规划建设和灾害风险防控。此次研究在系统总结已有地质灾害资料的基础上,利用空-天-地一体化综合勘... 天水市北山地处秦岭北缘山地与黄土高原过渡地带,受强烈的内外动力耦合作用影响,诱发了呈带状分布的大型滑坡群,严重制约现阶段天水市区规划建设和灾害风险防控。此次研究在系统总结已有地质灾害资料的基础上,利用空-天-地一体化综合勘察手段,查明了天水市北山自西向东黄土厚度渐变特征、典型的斜坡结构类型及关键控滑地层,系统分析了地震滑坡的发育特征、分布规律和几何学、运动学特征。结果表明:天水市北山滑坡群沿藉河河谷北岸集中呈带状分布,滑坡类型主要为泥岩滑坡和黄土-泥岩接触面滑坡,多具有深层多级旋转-平移、多期次滑动的特征;地层结构为上覆第四系黄土和下伏新近系尧店组和甘泉组河湖相泥岩、黏土岩,坡体结构类型为顺层岩土质斜坡;天水市北山的坡体结构自西向东可分为3个典型区段,黄土厚度自西向东逐渐增大,海拔高程和表观摩擦角东西部低、中部高,滑坡后壁高度东西部高、中部低;天水市北山地震滑坡具有低角度启动和远程运动的特征,其等效摩擦系数(f)在0.21~0.28之间,且东、西区段地震滑坡的运动性更强。 展开更多

关键词 天水市 黄土-泥岩滑坡 斜坡结构 地震滑坡 运动学特征 地质灾害

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基于Massflow的达摩沟泥石流模拟与危险性分析 被引量：4

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作者 杨鑫 孟华君 +2 位作者 路璐 王宇 吴季寰 《人民长江》 北大核心 2023年第8期146-152,共7页

达摩沟小流域历史上曾发生泥石流灾害事件,造成较大人员伤亡和财产损失。目前,该小流域主沟堆积大量煤矸石,主沟两侧坡面堆积有较多崩、坡积物。为分析泥石流再次发生的可能性与危险性,在无人机摄影测量和野外现场调查的基础上,详细分... 达摩沟小流域历史上曾发生泥石流灾害事件,造成较大人员伤亡和财产损失。目前,该小流域主沟堆积大量煤矸石,主沟两侧坡面堆积有较多崩、坡积物。为分析泥石流再次发生的可能性与危险性,在无人机摄影测量和野外现场调查的基础上,详细分析达摩沟小流域泥石流发育条件,基于改进MacCormack-TVD有限差分法,采用Massflow软件对10,20,50,100 a一遇4种降雨概率条件下达摩沟暴发泥石流的工况进行数值模拟,得到达摩沟小流域在不同降雨概率下的泥石流危险性。结果表明:①在此4种降雨概率下,大部分区域的泥石流流速维持在0~3 m/s,泥深保持在0~4 m的水平,而峰值流量最大可达19 m/s,泥深最大可达3.85 m;②在100 a一遇的降雨强度下,达摩沟高危险性地区占16.54%,中风险地区占49.27%,低风险地区占34.19%;③模拟结果较好地符合泥石流的时空发育特征,展现了降雨强度对泥石流运动的影响规律,可为泥石流的预警监测提供参考。 展开更多

关键词 泥石流 危险性 Massflow 数值模拟 达摩沟

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黄土高原滑坡易发性评价及其关键驱动因子贡献度分析

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作者 孙萍 张帅 +4 位作者 柯超英 李冉 桑康云 李坤 王浩杰 《地质力学学报》 2025年第5期972-989,共18页

黄土高原滑坡灾害高发,明确滑坡易发区格局及识别关键驱动因子对该区域防灾减灾及重大工程建设具有重要意义。文章以黄土高原滑坡为研究对象,通过多重共线性分析筛选出13个评价因子,构建了极端梯度上升模型(XGBoost)、频率比耦合XGBoos... 黄土高原滑坡灾害高发,明确滑坡易发区格局及识别关键驱动因子对该区域防灾减灾及重大工程建设具有重要意义。文章以黄土高原滑坡为研究对象,通过多重共线性分析筛选出13个评价因子,构建了极端梯度上升模型(XGBoost)、频率比耦合XGBoost模型(FR−XGBoost)和频率比耦合随机森林(FR−RF)的优化评价模型;从模型可解释性的角度深入探讨了关键驱动因子的作用机制与交互关系。结果表明:耦合模型(FR−XGBoost与FR−RF)预测性能优于单一XGBoost模型,其中FR−XGBoost模型AUC值达0.968,表现最优;年均降雨量、土壤侵蚀性和坡度是影响滑坡发育的关键驱动因子,其对模型的输出贡献占比分别为26.59%、20.80%和14.66%。此外,通过偏依赖图揭示了关键因子之间的非线性交互作用,显示坡度与降雨、土壤特性在特定区间内对滑坡发生具有耦合增强效应。 展开更多

关键词 黄土高原 滑坡 易发性评价 机器学习 模型可解释性

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