[发明专利]一种基于力学模型的地震滑坡危险性定量评价方法

说明书

本发明公开了一种基于力学模型的地震滑坡危险性定量评价方法。本发明可用于断层附近的潜在地震滑坡区域的研究，通过模拟的地震信息进行滑坡危险性评价，确定出滑坡危险区，从而提前进行灾害防护，并为房屋、道路、铁路等的修建提供选址依据；本发明也可很好的用于震后的滑坡灾害评价分析，确定出滑坡的高危险区域、中危险区、低危险区等，快速准确的进行救灾。

技术领域

本发明涉及地震滑坡危险性评价技术领域，具体涉及一种基于力学模型的地震滑坡危险性定量评价方法。

背景技术

地震滑坡(earthquake-induced landslides)作为一种地震次生灾害常常导致严重的人员伤亡和巨大的财产损失。我国地处太平洋地震带和喜马拉雅—地中海地震带之间，强震分布广，地震滑坡破坏性严重，特别是复杂山区地震活动性强、频度高，由地震触发的地质灾害极为严重。地震地质灾害也会直接破坏铁路基础设施，导致列车脱轨、倾覆等重大安全事故，造成道路、桥梁损坏，阻碍交通，并威胁人们生命财产安全。因此，地震滑坡危险性评价方法的研究对于减轻地震诱发滑坡给人们带来的损失具有十分显著的意义。

地震滑坡的危险性评价严格来讲是指潜在地震情况下，分析其地震诱发滑坡的时空分布概率，提供滑坡具体的位置、体量等危险性描述要素。地震滑坡的危险性评价方法大致可分为：①基于滑坡编录的概率分析方法，②定性分析推理方法，③利用相关数学模型的半定量方法和④基于力学模型的确定性方法。其中，基于力学模型的地震滑坡危险性评价方法起源于经典的地震边坡稳定性分析方法，由于其经过改造可与地理信息系统(GIS)形成简化经验模式，在实践中表现出较强的实用性。但由于我国在使用该法上较晚，现阶段的该方法主要依赖于永久位移经验模型和位移-概率模型进行危险性评价，该法是建立在历史地震事件以及滑坡样本之上的。因此，该方法具有极强的时间差异性和地域依赖性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于力学模型的地震滑坡危险性定量评价方法解决了地震滑坡危险性评价结果不准确的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于力学模型的地震滑坡危险性定量评价方法，包括以下步骤：

A1、通过地质图和岩土物理参数得到该区域的粘聚力和内摩擦角；

A2、根据模拟地震动数据、粘聚力、内摩擦角和其他参数地图计算边坡永久位移；

A3、根据历史地震滑坡数据和历史强震记录导致永久位移数据得到永久位移与滑坡概率统计关系；

A4、根据边坡永久位移和永久位移与滑坡概率统计关系预测地震滑坡概率，通过地震滑坡概率定量评价地震滑坡危险性。

进一步地：所述步骤A2中的其他参数地图包括坡度、坡向和水位。

进一步地：所述步骤A2中边坡永久位移的计算方法具体为：

B1、通过滑块模型参数、地震动数据和模型加载方式计算地震加速度沿斜面的分量、滑块沿斜面向上的临界加速度和滑块沿斜面向下的临界加速度；

B2、判断荷载是否作用在滑块上，若是则进入步骤B3，否则进入步骤B4；

B3、通过地震加速度沿斜面的分量、滑块沿斜面向上的临界加速度、滑块沿斜面向下的临界加速度和滑块初始速度计算第n步的滑块加速度，并通过滑块加速度计算滑块位移，将滑块位移作为边坡永久位移，进入步骤B6；

设n的初始值为1；

B4、通过地震加速度沿斜面的分量、滑块沿斜面向上的临界加速度、滑块沿斜面向下的临界加速度、滑块初始速度和基座初始速度计算第n步的滑块加速度，并通过滑块加速度计算滑块位移，同时通过基座加速度计算基座位移，进入步骤B5；

B5、通过基座位移和滑块位移计算相对位移，将相对位移作为边坡永久位移，进入步骤B6；