下土地嶺滑坡穩(wěn)定性分析及風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算

1、中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué)研究生課程論文課程名稱 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與預(yù)警預(yù)報(bào) 教師姓名 殷坤龍 教授、吳益平 教授 學(xué)生姓名 陳仁全 學(xué) 號(hào) 120210351 專 業(yè) 地質(zhì)工程 所在院系 地質(zhì)調(diào)查研究院 類 別 碩 士 日 期 2021 年 4 月 2 日 評(píng) 語對(duì)課程論文的評(píng)語:平時(shí)成績(jī)：課程論文成績(jī)：總 成 績(jī)：評(píng)閱人簽名：注：1、無評(píng)閱人簽名成績(jī)無效；必須用鋼筆或圓珠筆批閱，用鉛筆閱卷無效；如有平時(shí)成績(jī)，必須在上面評(píng)分表中標(biāo)出，并計(jì)算入總成績(jī)。三峽庫(kù)區(qū)下土地嶺滑坡穩(wěn)定性分析與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)陳仁全中國(guó)地質(zhì)大學(xué)武漢地質(zhì)調(diào)查研究院 湖北武漢 430073摘要：滑坡災(zāi)害對(duì)人類生命、財(cái)產(chǎn)造成重大損失，而滑

2、坡的穩(wěn)定性分析是確定滑坡防治措施的重要依據(jù)；同時(shí)，滑坡災(zāi)害人口、經(jīng)濟(jì)易損性及人口傷亡、經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)是單體滑坡災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在對(duì)三峽庫(kù)區(qū)下土地嶺滑坡的有關(guān)資料進(jìn)行分析的根底上，歸納總結(jié)影響滑坡穩(wěn)定性主要影響因素，選定四種工況，應(yīng)用極限平衡理論，基于巖土力學(xué)參數(shù)的Monte Carlo模型，采用Morgenstern-Price法分析該滑坡穩(wěn)定性系數(shù)及概率分布。最后，確定滑坡災(zāi)害強(qiáng)度、體積、人口密集程度、人口年齡結(jié)構(gòu)、居民對(duì)滑坡災(zāi)害的防范意識(shí)、政府對(duì)滑坡災(zāi)害的重視程度等6個(gè)方面對(duì)人口易損性的影響，評(píng)價(jià)了研究區(qū)人口易損性；同時(shí)確定了研究區(qū)經(jīng)濟(jì)易損性指數(shù)值。在此根底上，通過Rt

3、= EHV風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)公式UNESCO, 1972; Fournier DAlbe, 1979，分別計(jì)算出土地嶺滑坡人口風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)值，并作簡(jiǎn)要分析。關(guān)鍵詞：下土地嶺；極限平衡；穩(wěn)定性；易損性；風(fēng)險(xiǎn)分析1 引言滑坡的穩(wěn)定性分析是確定滑坡防治措施的重要依據(jù)，也是滑坡災(zāi)害研究的重要方面之一。目前，滑坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)的常用方法主要有兩類，一是以極限平衡理論為根底的條分法，二是以彈塑性理論為根底的數(shù)值計(jì)算方法。其中極限平衡法為我國(guó)工程建設(shè)所最為常用，主要包括：瑞典圓弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡推力傳遞系數(shù)法等1。這類方法主要考慮沿滑動(dòng)面上的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩的比值穩(wěn)定性系數(shù)FS來衡量大

4、于1時(shí)，滑坡體是穩(wěn)定的，反之，滑坡體不穩(wěn)定2。但這種方法最大的缺陷是沒有考慮材料參數(shù)的變異性；孔隙水壓力及外荷載的波動(dòng)性；計(jì)算模型的不確定性等3。因此，將滑坡體的穩(wěn)定性系數(shù)FS看作是各種不確定因素作用下的隨機(jī)變量，并通過滑坡的破壞概率分析來評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定性更為合理。在此根底上，進(jìn)行滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性分析，最終得出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)值供風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃制圖、預(yù)警預(yù)報(bào)等工作參考。本文以三峽庫(kù)區(qū)湖北秭歸縣下土地嶺滑坡為例，采用Morgenstern-Price法首先計(jì)算滑坡穩(wěn)定性系數(shù)及破壞概率，確定災(zāi)害的發(fā)生概率，然后分析滑坡影響范圍內(nèi)承災(zāi)體的價(jià)值和易損性，最后計(jì)算出災(zāi)害體風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)值，并作簡(jiǎn)要分析。2 下土地嶺滑坡概況2

5、.1 滑坡地理位置下土地嶺滑坡區(qū)位于三峽庫(kù)區(qū)湖北省秭歸縣水田壩鄉(xiāng)新址規(guī)劃區(qū)北部，水河的南岸。距原縣城歸州鎮(zhèn)約7公里，對(duì)外交通為公路，并可通過老縣城歸州鎮(zhèn)從長(zhǎng)江水路與外界聯(lián)系圖2.1。圖2.1 地理位置交通圖2.2 地形地貌特征滑坡區(qū)屬于河谷片坡地貌，處在袁水河彎凸岸一側(cè)的凹岸處。地形上為中緩坡過渡到前沿緩坡臺(tái)地。南西面為山體，其圖幅范圍內(nèi)最大高程223m。北東面為袁水河，為當(dāng)?shù)刈畹透叱?，海?56m，相對(duì)高差67m。全區(qū)可分為袁水河、河谷階地、剝蝕斜坡地貌、滑坡地貌和人工改造地貌等幾個(gè)地貌單元?；驴臻g特征下土地嶺滑坡是一老滑坡，滑坡前緣寬度210m，往中后部滑坡變窄，寬度在80100m，滑坡

6、縱向長(zhǎng)度右側(cè)明顯大于左側(cè)，平均長(zhǎng)度為170m?；麦w平面范圍約20000m2，滑坡體的厚度在縱向上也有變化，中上部滑坡體平均厚度約為14m，沿江大道下部的滑坡體厚度逐漸變薄，平均厚度為7m。該滑坡的總體積約為25萬m3?；麦w后緣高程為204m，中學(xué)宿舍坎下198m高程處，發(fā)育滑坡后壁及陡坎，由于拉裂滑脫作用形成34道小坎，坎高11.5m左右。后壁平面上呈大曲率弧形。連接后坎的是經(jīng)人工稍作改造的臺(tái)地，臺(tái)地較平坦開闊，高程約190m，為居民宅地圖2.2。臺(tái)地到沿江公路之間為中緩坡，坡度30左右。沿江公路以下總體緩坡地形，經(jīng)改造成階梯狀耕地。前沿為舌狀地貌，已深入到河谷中，中部前凸，兩側(cè)發(fā)育淺切沖

7、溝，前緣高程156m?；聟^(qū)地貌形態(tài)反映出滑坡的明顯特點(diǎn)，與兩側(cè)天然地貌極不協(xié)調(diào)?；瑒?dòng)面總體上呈半圓型弧狀，受基巖構(gòu)造形態(tài)控制，兩側(cè)向中部?jī)A斜，后部?jī)A角較前部稍陡，總體傾向北東，傾角10左右，整體滑動(dòng)方向NE1020左右。2.4 地質(zhì)背景42.4.1 地質(zhì)構(gòu)造滑坡區(qū)發(fā)育一個(gè)背斜和一個(gè)向斜構(gòu)造，滑坡區(qū)正位于向斜的核部部位?；聟^(qū)未見斷層，主要有四組節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙大多張開，局部充填。圖2.2 下土地嶺滑坡平面圖2.4.2地層巖性滑坡出露地層為侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組中段(J3p2)砂巖、泥巖及不同成因的第四系堆積物圖2.3。其中基巖為侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組中段(J3p2)砂巖及粉砂質(zhì)泥巖互層。巖性為紫色長(zhǎng)石砂巖

8、和灰白色長(zhǎng)石石英砂巖，厚層狀，單層厚度40120cm不等，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)。紫紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，巨厚層狀，層理不發(fā)育，粉細(xì)粒及泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，單層厚120cm，各分層總厚度一般小于5m。第四系堆積物主要為人工堆填土、殘積及殘坡積物、沖積物和滑坡堆積物。滑坡堆積物主要成分為粘土、亞粘土混雜塊石、碎石?；卤韺游镔|(zhì)以粘土、碎塊石為主，往下以大塊石加粘土為主，并保存有原基巖的結(jié)構(gòu)特征。圖2.3 下土地嶺滑坡-工程地質(zhì)剖面圖2.4.3 水文地質(zhì)袁水河是本區(qū)地表水系干流，為當(dāng)?shù)氐叵滤判棺畹突鶞?zhǔn)面?；聟^(qū)內(nèi)發(fā)育一條淺切沖溝，位于滑坡東邊界，溝內(nèi)無水，雨季有小股溪流匯水袁水河。地下水類型分為基巖裂隙水及第四系沉積

9、物及崩塌堆積物空隙水?；麦w中的地下水位變動(dòng)較大，旱季滑坡體中的地下水埋深410m。 人類工程活動(dòng)滑坡體分布有水田改造成的桔樹地和居民點(diǎn)，以及沿江大道。滑坡體上人工堆砌的陡砍與平臺(tái)相間分布，滑坡體中后部平臺(tái)上為居民居住地。沿江大道從滑坡體中部穿過，為該區(qū)主要交通要道。 滑坡物質(zhì)組成及物理力學(xué)參數(shù)滑體表層為約12m厚的粘土或含礫粘土，其下為56m厚的泥巖、砂巖塊石夾粘土，粘土含量1540不等，其余為塊石和卵礫石等混雜物，塊徑從幾十厘米到一米不等?；瑒?dòng)面為棕紅色粘土組成，可塑，有明顯的鏡面和擦痕，擦痕平直，深13mm，寬約1cm。擦痕走向345。鏡面產(chǎn)狀為3428。滑帶土的埋深7.10m。根據(jù)土體

10、物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試指標(biāo)，滑動(dòng)帶土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)包括天然峰值強(qiáng)度和天然剩余強(qiáng)度及飽和峰值強(qiáng)度和飽和剩余強(qiáng)度。其天然峰值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值p = 0，0 ；Cp= kPa，kPa；天然剩余強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值r =0, 0 ；C r= 10kPa，kPa；其飽和峰值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值p = 0，0 ；Cp= kPa，kPa；飽和剩余強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值r =0, 0 ；C r= kPa，kPa。3 滑坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算在過去的幾十年間，產(chǎn)生了很多計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)的方法。目前邊坡穩(wěn)定性的分析方法歸結(jié)起來可分為兩類：即確定性方法和不確定性方法，確定性方法是邊坡穩(wěn)定性研究的根本方法，它包括極限平衡法表3.1、數(shù)值方法、塊體理論法、赤平極射投影法

11、等。它們將影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素都作為確定的量來考慮。例如，極限平衡法是通過潛在滑體的受力分析，引入莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)那么，根據(jù)滑坡的力(力矩)平衡，建立邊坡平安系數(shù)表達(dá)式進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，這種方法由于平安系數(shù)的直觀性至今仍被工程界廣泛應(yīng)用。數(shù)值方法在20世紀(jì)60年代被引入邊坡穩(wěn)定性分析中，它包括有限元法、邊界元法、離散元法及混合法等。數(shù)值方法能從較大范圍考慮介質(zhì)的復(fù)雜性、全面地分析邊坡的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)5。根據(jù)地質(zhì)勘探資料，考慮穩(wěn)定性計(jì)算模型與滑坡特點(diǎn)的適應(yīng)性，本文采用適合于任意形態(tài)滑面的Morgenstern-price法來進(jìn)行穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算。表3.1 極限平衡理論邊坡穩(wěn)定性分析方法根本條件的比擬

12、分析方法滿足平衡條件條間力的假定滑面形狀力的平衡力矩平衡瑞典法局部滿足局部滿足不考慮土條間作用力圓弧Bishop法局部滿足滿足條間力合力方向水平圓弧郎畏勒法局部滿足局部滿足條間力合力方向水平任意Janbu法滿足滿足假定條間力作用于土條底以上1/3處任意Spencer法滿足滿足假定各條間的合力方向相互平行任意Morgenstern-price法滿足滿足法向和切向條間力存在一個(gè)函數(shù)關(guān)系任意Saram法滿足滿足對(duì)土條側(cè)向力大小分布做出假定任意不平衡推力法滿足不滿足條間的合力方向與前一土條滑動(dòng)面傾角一致任意 計(jì)算模型Saskatchewan 大學(xué)Fredlund于20世紀(jì)70年代提出廣義平衡法GLE，

13、GLE法基于兩個(gè)平安系數(shù)方程，并對(duì)條間切向力法向力做了一定假設(shè)。其一的方程給出了考慮彎矩平衡的平安系數(shù)法，另一方程那么考慮了水平力平衡的平安系數(shù)法。Spencer1967提出同時(shí)考慮水平力和力矩平衡的想法。在GLE法中條間剪力是通過方程Morgensterm Price(1965)給出的方程處理，方程如下： 式中：為函數(shù)，為函數(shù)的使用率小數(shù)形式表示，E為條間作用的法向力，X為條間作用剪力。GLE法中考慮彎矩平衡的平安系數(shù)方程如下：考慮力平衡的平安系數(shù)方程如下：式中：有效凝聚力有效摩擦角孔隙水壓力條塊底部法向力條塊重量線荷載 幾何參數(shù)土體底部?jī)A斜角在兩個(gè)平安系數(shù)的方程中都有一重要變量，即各土條底

14、部的法向力，該力為所有豎向力vertical的總和，豎向力的平衡也就得到了滿足，底部法向力的定義如下：當(dāng)已除力矩平安系數(shù)時(shí)，即為，當(dāng)已除水平力的平安系數(shù)時(shí)，即為。Morgenstern-Price法對(duì)任意曲線形狀的滑裂面進(jìn)行分析，推導(dǎo)出了既滿足力平衡又滿足力矩平衡條件的微分方程，是國(guó)際公認(rèn)的最嚴(yán)密的邊坡穩(wěn)定性分析方法。a)滑動(dòng)面上的力和力臂 b)條塊上的作用力圖 Morgenstern-Price法計(jì)算簡(jiǎn)圖參數(shù)概率模型根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表3.1，將相應(yīng)力學(xué)參數(shù)用于穩(wěn)定性計(jì)算中。又下土地嶺3，飽和重度23.5 kN/m3。由于巖土性質(zhì)的差異性，各種參數(shù)的隨機(jī)性，測(cè)試和取樣的誤差，地質(zhì)體的不均勻性，外界

15、因素變化的隨機(jī)性等特點(diǎn)，影響滑坡穩(wěn)定性系數(shù)的各參數(shù)。因此用Monte Carlo模型處理內(nèi)摩擦角與粘聚力值。Monte Carlo模型根本原理為：滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)Fs的一般表達(dá)式5為： 3-1式中：正應(yīng)力條件；剪應(yīng)力條件巖土體內(nèi)聚力；巖土體內(nèi)摩擦角；p外荷載條件。由3-1確定FS也是隨機(jī)變量，具有期望Fsc和方差Fsv?；碌钠茐母怕蔖f 即Fs1的概率可表示為： 3-2式中f(Fs)是Fs的概率密度函數(shù)。這種隨機(jī)分布用Monte Carlo計(jì)算機(jī)模擬可模擬計(jì)算得到滑坡的破壞概率Pf ： Pf = M / N 3-3式中：M為出現(xiàn)FS 1的次數(shù)； N為模擬總次數(shù)。當(dāng)模擬總次數(shù)足夠多時(shí)，模擬結(jié)果

16、就趨于穩(wěn)定。計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬是依據(jù)參數(shù)的分布類型，產(chǎn)生0，1區(qū)間的均勻分布隨機(jī)數(shù)，再經(jīng)變換來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于大多數(shù)服從正態(tài)分布的參數(shù)模擬，采用如下抽樣與變換公式： 3-4 4-5式中：R1、R2：0，1區(qū)間的均勻分布隨機(jī)數(shù)；R：服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N0，1的隨機(jī)變量；X：服從均值為、標(biāo)準(zhǔn)差為的正態(tài)分布隨機(jī)變量。 滑坡體抗剪強(qiáng)度參數(shù)統(tǒng)計(jì)表狀態(tài)參數(shù)天然值c(Kpa)10()飽和值c(Kpa)2()本次運(yùn)用Geoslope軟件自帶的Monte Carlo模型計(jì)算破壞概率，該模型能夠自動(dòng)產(chǎn)生需要的隨機(jī)數(shù)，本文選定的隨機(jī)數(shù)的基數(shù)為2000。穩(wěn)定性系數(shù)與破壞概率計(jì)算結(jié)果3.3.1 工況條件選定根據(jù)實(shí)際情況，為了有效模

17、擬計(jì)算，選定4種具有代表性的工況表3.3。表3.3 下土地嶺滑坡穩(wěn)定性分析的工況工況編號(hào)組合內(nèi)容1自重+156m水位2自重+165m水位3自重+175m水位4自重+175m水位+暴雨3.3.2 工況1 156m庫(kù)水位條件下條分示意圖# of Trials2000圖3.3 156m庫(kù)水位條件下穩(wěn)定性系數(shù)概率分布圖3.3.3 工況2圖3.4 165m庫(kù)水位條件下條分示意圖# of Trials2000圖3.5 165m庫(kù)水位條件下穩(wěn)定性系數(shù)概率分布圖3.3.4 工況3圖3.6 175m庫(kù)水位條件下條分示意圖# of Trials2000圖3.7 175m庫(kù)水位條件下穩(wěn)定性系數(shù)概率分布圖3.3.5

18、工況4圖3.8 175m庫(kù)水位和暴雨條件下條分示意圖# of Trials2000 圖3.9 175m庫(kù)水位和暴雨條件下穩(wěn)定性系數(shù)概率分布圖3.3.6 統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析綜合從以上滑坡破壞概率的計(jì)算結(jié)果表3.4，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可以看出，庫(kù)水位變化和降雨對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響較為明顯。下土地嶺滑坡前緣高程海拔為155m。庫(kù)水位在156m時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)較大，根據(jù)羅文強(qiáng)等2003的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)表3.5，該滑坡處于相對(duì)低危險(xiǎn)，破壞概率為%，；當(dāng)庫(kù)水位到達(dá)165m時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)仍較大，破壞概率稍有增大為10.35%，處于低危險(xiǎn)；當(dāng)庫(kù)水位在175m時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)略有減小為1.2924，破壞概率為%，危險(xiǎn)性低；但在175m庫(kù)水位同

19、時(shí)有強(qiáng)降雨出現(xiàn)，滑坡不穩(wěn)定，穩(wěn)定性系數(shù)1，為0.95481，破壞概率急劇增加為57.29%，為中等危險(xiǎn)。表3.4 各種工況下滑坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs與破壞概率計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表工況Fs平均值Fs標(biāo)準(zhǔn)差破壞概率P1%2%3%4%表3.5 斜坡穩(wěn)定程度分級(jí)表6破壞概率Pf90%危險(xiǎn)程度平安低危險(xiǎn)性中等危險(xiǎn)性高危險(xiǎn)性 不平安4下土地嶺滑坡易損性分析4.1易損性評(píng)價(jià)內(nèi)容及影響因素易損性評(píng)價(jià)的主要對(duì)象是承災(zāi)體，目的是確定各類承災(zāi)體的易損性參數(shù)，為滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)提供根底?；聻?zāi)害易損性由承災(zāi)體自身?xiàng)l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件所決定，前者主要包括承災(zāi)體類型、數(shù)量和分布情況等；后者包括人口分布、城鎮(zhèn)布局、廠礦企業(yè)分布、交通通訊

20、設(shè)施等。主要評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：劃分承災(zāi)體類型，調(diào)查統(tǒng)計(jì)各類承災(zāi)體數(shù)量及其分布情況，確定承災(zāi)體價(jià)值，分析各種承災(zāi)體遭受不同類型、不同強(qiáng)度滑坡災(zāi)害危害時(shí)的破壞程度及其價(jià)值損失率。經(jīng)濟(jì)易損性與災(zāi)害強(qiáng)度密切相關(guān)，同時(shí)也與承災(zāi)體自身的抗災(zāi)能力有關(guān)。經(jīng)濟(jì)損失包括直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失兩局部。人口易損性大小受滑坡災(zāi)害的強(qiáng)度大小、人口密集程度、人口年齡結(jié)構(gòu)、居民對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)識(shí)程度及防范風(fēng)險(xiǎn)的意識(shí)和觀念等多種因素的影響。4.2承災(zāi)體調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)下土地嶺滑坡處于西集鎮(zhèn)西部，影響范圍內(nèi)有多處居民聚集地，沿江大道貫穿滑坡中下部，滑坡后緣為水田壩初級(jí)中學(xué)，前緣緊鄰袁水河。下土地嶺滑坡對(duì)象調(diào)查如表4-1，滑坡體上有14

21、戶共65人，滑坡體后緣學(xué)生宿舍3棟，受影響人數(shù)共1800人，直接經(jīng)濟(jì)損失和間接損失共計(jì)810萬元。下土地嶺滑坡受威脅對(duì)象調(diào)查如表4.1。表4.1 承災(zāi)體調(diào)查表承災(zāi)體承災(zāi)體位置數(shù)量單位直接損失萬元間接損失萬元人口居民滑坡中后部65人學(xué)校學(xué)生滑坡體后緣1800人建筑居民住房滑坡中后部14戶120學(xué)生宿舍滑坡體后緣9000m2450交通沿江大道滑坡中部300m404.3人口易損性分析人口易損性是指人在滑坡災(zāi)害中最大可能死傷人數(shù)占其災(zāi)前人口總數(shù)的比重或百分比。影響下土地嶺滑坡影響范圍內(nèi)人口易損性的因素主要包括坡災(zāi)害的強(qiáng)度、滑坡體積、人口年齡結(jié)構(gòu)、居民對(duì)滑坡災(zāi)害的防范意識(shí)、政府對(duì)滑坡災(zāi)害的重視程度等。其

22、評(píng)價(jià)方法可采用公式4-17進(jìn)行計(jì)算： 4-1其中：Vpi下土地嶺滑坡影響范圍內(nèi)的易損性指數(shù)；W1滑坡災(zāi)害的強(qiáng)度易損性影響的權(quán)重；W2滑坡體積對(duì)易損性影響的權(quán)重；W3人口密集程度因素的權(quán)重；W4人口年齡結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)因素的權(quán)重；W5受教育程度評(píng)價(jià)因素的權(quán)重；W6政府重視程度評(píng)價(jià)因素的權(quán)重；C1滑坡災(zāi)害的強(qiáng)度評(píng)價(jià)系數(shù)；C2滑坡體積評(píng)價(jià)系數(shù)；C3 人口密集程度系數(shù)；C4人口年齡結(jié)構(gòu)系數(shù)；C5教育程度系數(shù)；C6政府重視程度系數(shù)。4.3.1 滑坡災(zāi)害強(qiáng)度高速滑坡易造成嚴(yán)重的人員傷亡，而蠕變型的滑坡對(duì)人員傷亡的易損性遠(yuǎn)低于高速滑坡。代云霞等82021將美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)推薦的滑坡速度計(jì)算公式修正為公式4-2，以

23、此求下土地嶺滑坡的滑動(dòng)速度。 4-2其中：V入水或剪出口處最大滑速，單位m/s；滑體重心至水面或剪出口處的垂直落差；重力加速度，取為9.8；滑面傾角；滑動(dòng)面加權(quán)平均摩擦角為滑動(dòng)時(shí)滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)；為滑塊與滑面接觸面長(zhǎng)；粘滯阻力系數(shù)，0.150.18；浮密度g/m3；迎水面積(m2)。上式中可由CAD底圖中命令massprop查找面域物理力學(xué)性質(zhì)功能求得。代云霞等2021已通過上式針對(duì)175m庫(kù)水位條件下，計(jì)算出下土地嶺滑坡速度V=m/s。并根據(jù)表4.3，可以判斷該滑坡滑動(dòng)屬于很快速滑動(dòng)，取其評(píng)價(jià)系數(shù)C1=0.6。表 4.2 下土地嶺滑坡體物理力學(xué)參數(shù)表邊界框: 質(zhì)心: 慣性矩: 慣性積: 旋轉(zhuǎn)

24、半徑: 表 4.3 滑動(dòng)速度評(píng)價(jià)系數(shù)滑速等級(jí)速度(最大速度)人類反響評(píng)價(jià)系數(shù)極快5m/s無很快3m/min因人而異快/hr撤退中等13m/mon撤退慢/a維護(hù)很慢/a維護(hù)極慢/a無 滑坡體積評(píng)價(jià)滑坡體積對(duì)易損性的影響程度。一般來說，大的滑坡體比小的滑坡體更容易把人員掩埋或擠壓，造成人員傷亡，所以大型滑坡的易損性較大。該滑坡體積為25104m3，根據(jù)表可以判斷，該滑坡屬于中型滑坡，所以取評(píng)價(jià)系數(shù)C2=0.3。表4.4 滑坡體積評(píng)價(jià)系數(shù)滑坡類型小型中型大型特大型巨型滑坡體積 (104m3)10000評(píng)價(jià)系數(shù) 人口密集程度 評(píng)價(jià)改滑坡影響范圍內(nèi)人口的密集程度，相同規(guī)模的滑坡災(zāi)害發(fā)生在人煙稀少的地方易

25、損性相對(duì)較??；發(fā)生在人口密度相對(duì)集中的城鎮(zhèn)或村莊，滑坡可能造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失將會(huì)增大。該滑坡中后部平臺(tái)分布居民相對(duì)集中，西側(cè)緊鄰新集鎮(zhèn)，滑坡后緣影響區(qū)內(nèi)分布有水田壩初級(jí)中學(xué)，因此取該滑坡的影響區(qū)內(nèi)C3=5。 人口年齡結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)該滑坡影響范圍內(nèi)人口的年齡分布情況，一般老人和兒童對(duì)滑坡災(zāi)害的預(yù)防能力較低，假設(shè)比例較大，那么表示這一地區(qū)人口易損性較高。該滑坡后緣有學(xué)生宿舍，滑坡體上有14戶人家，那么滑坡影響區(qū)取C4=0.2，滑坡分布區(qū)取C4=0.25。4.3.5 居民對(duì)滑坡災(zāi)害的防范意識(shí)評(píng)價(jià)該區(qū)居民對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)識(shí)程度及風(fēng)險(xiǎn)防范的意識(shí)和觀念等。一般用高、中、低等定性指標(biāo)來衡量。假設(shè)居民對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)

26、識(shí)程度越高，其人口易損性就越低，反之那么人口易損性越高?；掠绊憛^(qū)人口主要為中學(xué)生，取教育程度系數(shù)C5=0.8，表示根本都接收了中等教育水平；滑坡分布區(qū)上住戶取教育程度系數(shù)C5= 0.5。4.3.6 政府的重視程度政府對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害知識(shí)的宣傳力度、投入減災(zāi)防災(zāi)工作中的人力和物力等，稱為政府重視系數(shù)。隨著政府重視程度的提高，人口易損性會(huì)相應(yīng)降低，變化范圍01，0表示政府部門漠視評(píng)價(jià)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治工作，1表示政府非常重視表4.57。該滑坡是一個(gè)老滑坡，從滑坡平面圖可以看出，該滑坡變形比擬明顯，政府對(duì)該滑坡也采取了相應(yīng)的防治措施，所以評(píng)價(jià)系數(shù)C6=。表4.5 政府重視系數(shù)確實(shí)定防治程度重點(diǎn)防治次

27、重點(diǎn)防治一般防治預(yù)防評(píng)價(jià)系數(shù) 計(jì)算人口易損性值根據(jù)以上分析，C3、C4相對(duì)于其他因素來說是內(nèi)因，不難看出，外因?qū)σ讚p性影響較大9?；麦w本身的性質(zhì)對(duì)易損性影響也較為明顯?；略u(píng)價(jià)系數(shù)因滑坡影響和分布范圍而不同；同時(shí)對(duì)于滑坡分布區(qū)和影響區(qū)，各因素權(quán)重有所不同。滑坡分布區(qū)W1，W2，W3，W4，W5，W6C1=0.6，C2=0.3，C3=0.6，C4=0.25，C5=0.5，C6=0.3那么：=0.6+0.25+0.10.25+0.10.5+0.10.7滑坡影響區(qū)W1，W2，W3，W4，W5=0.15，W6C1=0.6，C2=0.3，C3=0.6，C4=0.2，C5=0.8，C6=0.3那么：=0

28、.150.6+0.155+0.10.250.2+0.20.7=0.4754.3經(jīng)濟(jì)易損性分析經(jīng)濟(jì)易損性研究的重要內(nèi)容是確定承災(zāi)體價(jià)值損失率，可以用承災(zāi)體價(jià)值損失率來表示，即指承災(zāi)體遭受災(zāi)害破壞損失的價(jià)值與受災(zāi)前承災(zāi)體價(jià)值的比率10。在災(zāi)后評(píng)估中，可通過對(duì)承災(zāi)體的調(diào)查，根據(jù)其實(shí)際損毀程度，評(píng)估核算承災(zāi)體的價(jià)值損失率。但在以期望損失為目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)中，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)研究區(qū)各類承災(zāi)體的易損性非常困難。但易損性與滑坡發(fā)生強(qiáng)度密切相關(guān)，可根據(jù)承災(zāi)體遭受某種強(qiáng)度的滑坡災(zāi)害時(shí)可能發(fā)生的破壞程度，分析預(yù)測(cè)承災(zāi)體的易損性?；禄顒?dòng)越強(qiáng)烈，承災(zāi)體的易損性相應(yīng)越高，并且不同承災(zāi)體對(duì)不同類型和不同活動(dòng)強(qiáng)度的滑坡災(zāi)害的承受能

29、力不一樣，可能的損毀程度及災(zāi)后的可恢復(fù)性也存在著差異。本研究區(qū)主要分布的承災(zāi)體類型據(jù)現(xiàn)有的資料可以歸納為兩類：建筑物和交通設(shè)施表。表 經(jīng)濟(jì)易損性評(píng)價(jià)表承災(zāi)體類型總量單位價(jià)值總價(jià)值萬元易損性建筑物居民住房14棟120學(xué)生宿舍9000m2500元/m2450交通設(shè)施沿江大道300m1333元/m40滑坡分布區(qū)上的承災(zāi)體在滑坡發(fā)生時(shí)將全部遭到破壞，且可恢復(fù)程度低， 視為嚴(yán)重?fù)p壞，價(jià)值損失率取85%；滑坡后緣等影響區(qū)內(nèi)的承災(zāi)體為輕微損壞，價(jià)值損失率取15%9。5 滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析進(jìn)行滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的是為實(shí)施減災(zāi)工程提供決策依據(jù)，為布置防治工程和地區(qū)規(guī)劃提供依據(jù)。通過風(fēng)險(xiǎn)分析在滑坡災(zāi)害中的應(yīng)用，對(duì)

30、單體滑坡進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，可以對(duì)該滑坡進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)管理，以減少由于滑坡失穩(wěn)而造成的生命及財(cái)產(chǎn)的損失10。下土地嶺滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析包括人口風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)兩個(gè)局部。采用公式5-1進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)計(jì)算UNESCO, 1972; Fournier DAlbe, 1979。 Rt = EHV (5-1)其中：Rt 總風(fēng)險(xiǎn)，指特定的災(zāi)害現(xiàn)象對(duì)生命、財(cái)產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、等等，所可能造成的損失；H危險(xiǎn)性，特定地區(qū)范圍內(nèi)某種潛在的滑坡災(zāi)害現(xiàn)象在一定時(shí)期內(nèi)發(fā)生的概率；V易損性，災(zāi)害現(xiàn)象以一定的強(qiáng)度發(fā)生而對(duì)受威脅對(duì)象所造成的損失程度，易損性可以用01的區(qū)間來表示，0表示無損失，1表示完全損失；E受威脅對(duì)象，特定區(qū)

31、域內(nèi)受滑坡災(zāi)害威脅的各種對(duì)象，包括人口、財(cái)產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、公共設(shè)施、土地、資源、環(huán)境等等。5.1人口風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)根據(jù)公式5-1確定出未來1年內(nèi)滑坡發(fā)生時(shí)的傷人口傷亡風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算結(jié)果見表5.1。表5.1人口傷亡風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果工況發(fā)生概率易損性受威脅人數(shù)預(yù)測(cè)傷亡人數(shù)合計(jì)156m庫(kù)水位%0.49653750.475180072165m庫(kù)水位%0.49653910.475180088175m庫(kù)水位%0.496541120.4751800108175m庫(kù)水位+暴雨%0.4965185080.47518004905.2經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)根據(jù)公式5-1計(jì)算出未來1年內(nèi)滑坡發(fā)生時(shí)的經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算結(jié)果見表5.2。經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)

32、險(xiǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果工況發(fā)生概率承災(zāi)體易損性價(jià)值萬元風(fēng)險(xiǎn)萬元合計(jì)萬元156m庫(kù)水位%沿江大道402.917.2居民住房1208.6學(xué)生宿舍0.154505.7165m庫(kù)水位%沿江大道40居民住房12010.6學(xué)生宿舍0.15450175m庫(kù)水位%沿江大道40居民住房120學(xué)生宿舍0.15450175m庫(kù)水位+暴雨%沿江大道4019.5居民住房120學(xué)生宿舍0.1545038.7計(jì)算結(jié)果說明，受庫(kù)水位變化及降雨的影響，滑坡穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響。假設(shè)滑坡發(fā)生破壞，預(yù)測(cè)傷亡人數(shù)75人，其經(jīng)濟(jì)損失至少17.2萬元；在強(qiáng)降雨高水位情況下，一旦發(fā)生滑坡，預(yù)測(cè)危險(xiǎn)地帶傷亡人數(shù)將到達(dá)508人，最大造成約萬的經(jīng)濟(jì)損失。因此，應(yīng)注意提高當(dāng)?shù)鼐用竦姆罏?zāi)意識(shí)，提高抗災(zāi)的應(yīng)變能力，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，制定防災(zāi)方案，進(jìn)行防災(zāi)演習(xí)。一旦滑坡災(zāi)害發(fā)生，可以立即作出反響，將滑