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中寨沟流域位于甘肃省定西市岷县中寨镇,是青藏高原东北部地区具有代表性的极高敏感性泥石流流域之一,该流域内泥石流发育受地形条件及地质条件控制明显。基于野外调查、遥感解译等,结合已有成果资料,系统总结中寨沟流域内泥石流的形成条件,深入剖析中寨沟流域主沟及各支沟泥石流分布发育特征、类型、发育规模、程度等,提出以流域单位面积的泥石流一次最大冲出物质量贡献值为标准来表征泥石流的发育程度,从而探讨流域面积、断裂活动、坡度、地层岩性等因素对泥石流发育的控制作用。研究结果表明:中寨沟流域内泥石流发育规模差异的主控因素为流域面积及断层活动;发育程度差异的主控因素为坡度及地层岩性。

关键词：岷县中寨沟流域泥石流发育程度主控因素一次最大冲出物质量地层岩性断裂活动

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滑坡冲击铲刮变量的计算方法研究

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计算力学学报 2022年第1期39卷 105-112页

作者：高杨高浩源李滨赵志男中国地质科学院地质力学研究所新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 长安大学地质工程与测绘学院西安710054

高速远程滑坡运动过程中,冲击铲刮效应不仅增加滑坡的体积与规模,而且会增大滑坡成灾范围,风险预测与判断出现明显误差,导致灾难性事件的发生。目前对于高速滑坡的铲刮深度、铲刮范围和铲刮体积等变量计算往往是采用基于经验的铲刮率算... 详细信息

高速远程滑坡运动过程中,冲击铲刮效应不仅增加滑坡的体积与规模,而且会增大滑坡成灾范围,风险预测与判断出现明显误差,导致灾难性事件的发生。目前对于高速滑坡的铲刮深度、铲刮范围和铲刮体积等变量计算往往是采用基于经验的铲刮率算法,其是通过体积增量来反算铲刮变量的数学方法,而实际情况中高速滑坡的冲击铲刮是滑体冲击力和地表可铲刮材料之间的力学屈服破坏作用的结果。本文基于接触力学、弹塑性力学和岩土力学,提出了地表可铲刮层在附加冲击荷载作用下铲刮变量的理论计算方法,认为竖向冲击和切向剪切是滑体冲击铲刮过程的两种主要作用方式。结合实际岩土体材料参数,发现不考虑切向荷载时,铲刮层塑性区主要以竖向破裂区为主,考虑切向荷载时,铲刮层塑性区沿切向迁移,直至塑性边界贯通至地表,符合实际情况,实现了对铲刮变量的定量化计算。

关键词：冲击铲刮冲击荷载被动屈服计算方法滑坡

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雄安容城深热储层回灌注水诱发断层失稳危险性研究

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岩石力学与工程学报 2022年第S01期41卷 2735-2756页

作者：朱思雨丰成君谭成轩马晓冬孟静戚帮申张重远中国地质科学院地质力学研究所北京100081 新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 苏黎世联邦理工学院地球科学系瑞士苏黎世8092

雄安新区地热资源丰富,未来大规模开发利用深部热储资源对建设绿色雄安、减轻首都圈环境污染、改善京津冀能源结构等具有重要的战略意义。雄安新区内分布容城、牛东及徐水—大城等第四纪隐伏断层,未来开采蓟县—长城系热储时,回灌注水... 详细信息

雄安新区地热资源丰富,未来大规模开发利用深部热储资源对建设绿色雄安、减轻首都圈环境污染、改善京津冀能源结构等具有重要的战略意义。雄安新区内分布容城、牛东及徐水—大城等第四纪隐伏断层,未来开采蓟县—长城系热储时,回灌注水是否会对上述断层稳定性产生影响,目前暂无相关研究成果报道。以雄安容城热储区为例,首先,基于已有地应力数据初步确定容城热储区初始地应力场,依据莫尔–库仑破裂准则研判近场隐伏断层的初始稳定状态;其次,选用Hsieh and Bredehoeft水文模型,计算代表性深地热井未来回灌注水引起的超孔隙水压力分布特征;然后,考虑该超孔隙水压力作用,采用断层滑动失稳概率评价方法,分析不同注水时段近场隐伏断层的滑动失稳危险性;最后,重点探讨注水速率、注水时间以及地热抽采对诱发断层失稳危险性的影响。研究结果表明:(1)容城凸起边界断层附近约3 km范围内,代表性深地热井在171 m^(3)/h回灌注水条件下,回灌注水40 a产生的超孔隙水压力值不超过12 MPa,且随着距离注水井位置增大向外扩散呈“幂函数”规律逐渐递减,影响范围一般不超过9 km;(2)回灌注水对容城凸起西边界断层中段(F9–2段)稳定性影响较显著,而对其他隐伏断层的影响不明显;(3)F9–2分段断层的滑动失稳概率随注水时间增长基本呈“指数函数”规律非线性增大,随注水速率增加也呈“指数函数”规律非线性增大,在171 m^(3)/h回灌注水条件下,回灌注水至2070年,F9–2分段断层滑动失稳概率为33.16%,具有较高的失稳风险;(4)容城凸起边界断层附近深地热井持续抽采能导致储层岩体最小水平主应力降低、最大差应力增大,F9–2分段断层应力积累水平逐渐接近临界失稳状态,未来深部地热持续抽采对近场断层稳定性的影响也应值得关注。

关键词：岩石力学地应力深部热储层回灌注水断层滑动概率雄安新区

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甘肃岷县纳古呢沟滑坡-泥石流灾害链成灾机制及其演化

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中国地质 2023年第3期50卷 911-925页

作者：万飞鹏杨为民邱占林向灵芝渠敬凯吴季寰张田田中国地质科学院地质力学研究所北京100081 新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 中国地质大学(北京) 北京100083 龙岩学院福建龙岩364012 重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室重庆400074

【研究目的】纳古呢沟位于甘肃省岷县茶埠镇耳阳沟流域,构造上处于临潭—宕昌断裂分支断裂带内,是一条小规模高频泥石流沟。流域内发育的滑坡使得流域产生特殊的滑坡-泥石流灾害链,该灾害链的成灾机制和演化过程是值得深入研究的问题。... 详细信息

【研究目的】纳古呢沟位于甘肃省岷县茶埠镇耳阳沟流域,构造上处于临潭—宕昌断裂分支断裂带内,是一条小规模高频泥石流沟。流域内发育的滑坡使得流域产生特殊的滑坡-泥石流灾害链,该灾害链的成灾机制和演化过程是值得深入研究的问题。【研究方法】通过野外调查及遥感解译,结合室内试验等手段,厘清了纳古呢沟灾害发育特征,研究了滑坡-泥石流灾害链的成灾机制,剖析了该小流域内断裂活动下的滑坡-泥石流灾害链演化过程。【研究结果】研究结果表明:纳古呢沟内滑坡-泥石流灾害链表现为泥石流-滑坡-溃决型洪水泥石流往复发展的形式,断裂现今活动导致沟内松散物源及不稳定坡体的发育,奠定了灾害链形成的物质基础,高频短时强降雨或连阴雨激发泥石流多次发生,泥石流侧蚀沟谷坡脚使得坡体失稳形成滑坡,滑坡堵塞沟谷形成堰塞湖,溃坝后形成溃决型洪水泥石流。灾害链的演化过程表现为:泥石流初发冲蚀沟道阶段、坡体变形逐渐接近临界失稳阶段、滑坡体下滑堵塞沟道形成堰塞湖阶段、堰塞湖溃决形成溃决型洪水泥石流阶段、对岸坡脚侵蚀坡体失稳下滑阶段、泥石流-滑坡-溃决型洪水泥石流往复发展阶段。【结论】纳古呢沟内灾害链的形成,是现今断裂活动、短时集中降雨或连阴雨共同作用的结果。纳古呢流域内每年雨季泥石流的多次发生与滑坡的蠕滑变形,导致纳古呢沟泥石流-滑坡-溃决型洪水泥石流灾害链往复进行。

关键词：灾害链断裂带泥石流滑坡形成机制地质灾害调查工程纳古呢沟岷县甘肃省

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嘉黎-察隅断裂带中南段晚第四纪活动性及其古地震记录

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地质学报 2021年第12期95卷 3642-3659页

作者：钟宁郭长宝黄小龙吴瑞安丁莹莹张献兵李海兵新构造运动与地质灾害重点实验室中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

嘉黎-察隅断裂带是喀喇昆仑-嘉黎断裂带的东段及其东延部分,其中南段主要是指东构造结顶部及东南的通麦-波密-察隅段,断裂位于构造强烈隆升的高山峡谷地貌区,植被茂密、断错地貌不清晰,且缺少第四纪沉积,阻碍了对该断裂带的空间几何展... 详细信息

嘉黎-察隅断裂带是喀喇昆仑-嘉黎断裂带的东段及其东延部分,其中南段主要是指东构造结顶部及东南的通麦-波密-察隅段,断裂位于构造强烈隆升的高山峡谷地貌区,植被茂密、断错地貌不清晰,且缺少第四纪沉积,阻碍了对该断裂带的空间几何展布和地震活动性研究。本文通过对嘉黎-察隅断裂带中南段的遥感解译和地质调查,以及断错地貌和晚第四纪湖相软沉积物变形构造的研究,结合古地震探槽和地质测年等手段,新识别出2次古地震事件,时间限定在16.13±1.06~15.66±0.92 ka和8630±600~9561±37 aB.P.。综合前人资料,分析认为嘉黎-察隅断裂带中南段晚第四纪以来可能发生了5次古地震事件,分别为16130~15660 a、11060±940 a、8630~9561 aB.P.、2780~2160 aB.P.和650 aB.P.,地震复发周期约为2000~5000 a。GPS数据表明,嘉黎-察隅断裂带中段和东南段水平滑动速率为1.3~2.0 mm/a和2~4 mm/a,挤压速率为2.5~2.9 mm/a和5.1~6.2 mm/a,为右旋挤压性质,均存在南北两支断层。断裂活动明显受控于青藏高原东向和绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转运动。嘉黎-察隅断裂带与龙门山断裂带均具有低滑动速率、长复发周期地震特征,考虑到喜马拉雅东构造结顶部目前仍处于较高的构造挤压状态,未来有发生M;≥7级地震的可能性。

关键词：软沉积物变形构造地震活动性嘉黎-察隅断裂带中南段晚第四纪喜马拉雅东构造结

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滇西北程海断裂带主要古地震滑坡及其分布特征的构造解释

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地学前缘 2021年第2期28卷 125-139页

作者：黄小龙吴中海刘锋田婷婷黄小巾张铎中国地质科学院地质力学研究所新构造运动与地质灾害实验室北京100081 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 深圳大学智慧城市研究院广东深圳518060 首都师范大学北京100048

位于红河断裂带西北端,滇西北断陷带东侧的程海断裂带第四纪活动显著,沿断裂盆山地貌与高山峡谷地貌发育,地质灾害频发。综合利用目视解译与野外调查,对程海断裂带沿线滑坡调查发现,沿程海断裂带共发育各类滑坡940余个,含巨型滑坡61个... 详细信息

位于红河断裂带西北端,滇西北断陷带东侧的程海断裂带第四纪活动显著,沿断裂盆山地貌与高山峡谷地貌发育,地质灾害频发。综合利用目视解译与野外调查,对程海断裂带沿线滑坡调查发现,沿程海断裂带共发育各类滑坡940余个,含巨型滑坡61个、大型滑坡125个、中型滑坡316个、小型滑坡438个。这其中有32个巨型滑坡、61个大型滑坡分布在程海断裂带下盘,距断裂约5 km范围内的断层崖和断层三角面上。它们往往具有规模大、滑动距离远、有高速远程碎屑流为主要特征的动力学特性,属于程海断裂带上地震活动触发的古地震滑坡。对区内主要古地震滑坡的调查发现,大型特别是巨型古地震滑坡,主要集中分布在金官和程海盆地东侧,期纳盆地南部金沙江与程海断裂带交汇处,以及弥渡盆地西部。并且在垂向活动速率最大的程海断裂带北端最为发育,明显受程海断裂带不同段落活动的控制。结合程海断裂带晚新生代活动及青藏高原东南缘地壳变形特征的分析显示,程海断裂带端部更为强烈的活动性、更为频发的地震以及更多的古地震滑坡,是在川滇内弧带顺时针旋转及南汀河断裂、畹町断裂与理塘断裂的走滑拉分共同作用下,滇西北地区发生顺时针旋转变形作用的结果。

关键词：滇西北程海断裂带古地震滑坡顺时针旋转

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基于SBAS-InSAR技术的西藏雄巴古滑坡变形特征

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地质学报 2021年第11期95卷 3556-3570页

作者：闫怡秋郭长宝张永双张绪教郑岳泽李雪杨志华吴瑞安中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061

大型古滑坡及其强变形和复活灾害日益频发,已造成重大灾害事件和严重损失。古滑坡的发育、变形影响因素多、机理复杂和识别难度大,本文采用SBAS-InSAR技术,结合遥感解译,获取了金沙江西岸雄巴村古滑坡2017年10月至2020年6月间的地表变... 详细信息

大型古滑坡及其强变形和复活灾害日益频发,已造成重大灾害事件和严重损失。古滑坡的发育、变形影响因素多、机理复杂和识别难度大,本文采用SBAS-InSAR技术,结合遥感解译,获取了金沙江西岸雄巴村古滑坡2017年10月至2020年6月间的地表变形特征。研究表明,雄巴古滑坡方量巨大,可达2.6×10^(8)~6×10^(8)m^(3),根据InSAR形变监测结果,滑坡前缘发育H1和H2等2个大型强变形区,变形级别分为4级:极强变形区(-132.1 mm/a≤V_(LOS)<-58.5 mm/a)、强变形区(-58.5 mm/a≤V_(LOS)<-20.3 mm/a)、中等变形区(-20.3 mm/a≤V_(LOS)<1.8 mm/a)和弱变形区(1.8 mm/a≤V_(LOS)<55.4 mm/a);其中H1变形区,最大累计变形量达203.8 mm,H2变形区变形量达302.1 mm。受金沙江河流侵蚀,特别是上游75 km的2018年10月和11月白格2次滑坡-堵江-溃坝-泥石流/洪水灾害链对雄巴古滑坡坡脚的侵蚀,加剧了雄巴古滑坡的变形,其中H1变形区的蠕滑速率是白格滑坡灾害链发生前的14~16倍,灾害链引起H2区发生变形,雄巴古滑坡整体呈现牵引式复活状态。基于SBAS-InSAR的形变监测结果得到了野外的验证,目前H1变形区前缘出现局部垮塌,滑体中横向和竖向裂缝发育,局部呈现拉张状态。雄巴古滑坡目前呈现持续变形中,部分地段为加速变形,雄巴古滑坡发生大规模复活将导致堰塞金沙江-溃坝-泥石流灾害链,应加强雄巴古滑坡的空-天-地一体化监测预警,为该区正在规划建设的重大工程和流域性地质安全风险提供技术支撑和科学依据。

关键词： SBAS-InSAR 古滑坡复活变形监测地质灾害链雄巴村西藏

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西南极南设得兰群岛地层对比与划分

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地质通报 2022年第2期41卷 347-360页

作者：韦利杰陈虹赵越刘晓春胡健民中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质调查局极地地学研究中心北京100081 自然资源部新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室北京100081

对南设得兰群岛基岩区进行地质调查和研究,恢复其地层层序与演化过程。通过野外考察和资料收集,对比分析了前人年代学、地球化学、古地磁学、古生物学、地层学等方面的研究成果,将南设得兰群岛地层划分为24个岩石地层单元,建立了南设得... 详细信息

对南设得兰群岛基岩区进行地质调查和研究,恢复其地层层序与演化过程。通过野外考察和资料收集,对比分析了前人年代学、地球化学、古地磁学、古生物学、地层学等方面的研究成果,将南设得兰群岛地层划分为24个岩石地层单元,建立了南设得兰群岛中—新生代火山-沉积地层层序和年代学格架。研究表明;南设得兰群岛火山活动早白垩世—早中新世总体呈现从西南向东北迁移的趋势,可能是被断裂分割的洋底从西南向西北先后发生俯冲的结果;第四纪以来,伴随布兰斯菲尔德海峡的打开,在裂谷环境中,形成了以幔源碱玄武岩浆喷发的迪塞普申岛、企鹅岛等。研究结果为深化研究南设得兰群岛的构造演化和古环境重建提供依据。

关键词：西南极南设得兰群岛中—新生代火山-沉积地层地质调查工程

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中国地震滑坡危险性评估及其对国土空间规划的影响研究

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中国地质 2021年第1期48卷 21-39页

作者：王涛刘甲美栗泽桐辛鹏石菊松吴树仁中国地质科学院地质力学研究所北京100081 新构造运动与地质灾害重点实验室中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质环境监测院北京100081

中国是世界上地震滑坡灾害最为严重的国家之一。考虑地质构造、地形地貌、地层岩性、河流、地震动参数等6类影响因素,针对50年超越概率10%的抗震设防水准,分别开展了基于信息量模型和Newmark模型的地震滑坡危险性评估。基于最不利原则... 详细信息

中国是世界上地震滑坡灾害最为严重的国家之一。考虑地质构造、地形地貌、地层岩性、河流、地震动参数等6类影响因素,针对50年超越概率10%的抗震设防水准,分别开展了基于信息量模型和Newmark模型的地震滑坡危险性评估。基于最不利原则对两项结果进行地震滑坡危险性综合分区,揭示了中国地震滑坡高危险区集中在南北构造带、青藏高原周缘、鄂尔多斯周缘、天山山脉、台湾山脉等5个活动地块边界或地貌过渡带的空间分布特征。通过地震滑坡危险对主要山区城市的影响分析,显示:34个省级行政单元中的云南、四川、甘肃、台湾4省区受影响严重;370个主要城市中的48个城市受影响严重,其中44个城市有活动断裂穿越;9类主体功能规划区中,国家和省级优化开发区域总体较适于城市开发建设;25个经济区与城市群中,总体较适于开发建设,但是滇中、关天、成渝、兰西等4个经济区与城市群受影响严重;14个集中连片特困地区中,滇西边境、乌蒙、秦巴、六盘等4个地区受影响严重,深度贫困区的“三州”受影响严重。这些区域需要在地质灾害防治和国土空间规划中予以特别关注。

关键词：地震滑坡危险性评估信息量模型 Newmark位移模型国土空间规划

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