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雅鲁藏布江色东普沟冰崩机理试验研究

地学前缘 2023年第4期30卷 405-417页

作者：汤明高刘昕昕李广赵欢乐许强朱星李为乐成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

近年来青藏高原地区冰崩灾害事件频发,冰崩成因机理问题备受关注。本文根据色东普沟多期影像数据分析了冰崩灾害演化过程与影响因素,并通过开展不同温度下冰介质剪切试验研究揭示了色东普沟冰崩成因机理。研究结果表明:(1)地形坡度超过3... 详细信息

近年来青藏高原地区冰崩灾害事件频发,冰崩成因机理问题备受关注。本文根据色东普沟多期影像数据分析了冰崩灾害演化过程与影响因素,并通过开展不同温度下冰介质剪切试验研究揭示了色东普沟冰崩成因机理。研究结果表明:(1)地形坡度超过30°时易发生冰崩灾害,地震加剧了冰川变形破裂,气候变暖是导致色东普沟冰崩频发的主要原因;(2)重塑多晶冰与冰-岩嵌固体的剪切应力-剪切位移曲线均成“脆性变形型”,在较低的温度条件下重塑多晶冰的剪切应力-剪切变形曲线会出现“二次峰值”;(3)随温度上升,多晶冰样和冰-岩嵌固体的黏聚力与内摩擦角呈直线下降甚至呈加速下降趋势,在相同温度下冰-岩嵌固体的黏聚力小于多晶冰样的黏聚力,而冰-岩嵌固体内摩擦角普遍大于多晶冰样的内摩擦角;(4)温度上升会导致冰川冰或冰-岩嵌固体剪切滑动带的强度衰减,抗滑力下降,从而触发冰崩。

关键词：冰崩成因机制演化特征剪切试验遥感解译色东普沟

四川珙县下软上硬山岭地貌斜坡地震动响应特征

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地质科技通报 2023年第2期42卷 279-287页

作者：赵方彬王运生寇瑞斌毕杨杨向超成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

强震中下软上硬坡体同震崩塌发育,为了揭示这类坡体地震动的响应特征,在珙县五同村安置了强震监测仪,对斜坡表面和不同岩性的地震动响应进行监测,并记录到不同方位、不同震中距的2次地震。研究表明:①地震动响应规律有极强的方向性和距... 详细信息

强震中下软上硬坡体同震崩塌发育,为了揭示这类坡体地震动的响应特征,在珙县五同村安置了强震监测仪,对斜坡表面和不同岩性的地震动响应进行监测,并记录到不同方位、不同震中距的2次地震。研究表明:①地震动响应规律有极强的方向性和距离性。2次地震相距监测站台的方向和距离不同,使M s 4.0级地震的峰值加速度和阿里亚斯强度反而比M s 3.2级地震小。②0~30 Hz的地震波在低地山岭的高陡临空面附近有放大效应。1^(#)监测点的主频小于3^(#)与5^(#)监测点,3^(#)监测点的主频最高。5^(#)点的幅值范围为0.018~0.055 m/s^(-2),3^(#)点幅值范围为0.036~0.087 m/s^(-2),3^(#)点相较于5^(#)点,其三向最高幅值同比放大了1.58~2.0倍。③泥质砂岩的主频为4.8~8.4 Hz,灰岩的主频为5.5~21.4 Hz,不同的岩层共振频率不同,灰岩对地震波的选频放大效应强于泥质砂岩。④地震波在不同高程的山岭斜坡部位具有选择放大作用,在一定范围内高程越大地形放大效应越明显。

关键词：珙县地震斜坡地震动响应地震方向效应放大效应山岭地貌斜坡

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泸定Ms 6.8地震诱发滑坡应急评价研究

武汉大学学报（信息科学版） 2023年第1期48卷 25-35页

作者：王欣方成勇唐小川戴岚欣范宣梅许强成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

2022-09-05,四川省甘孜州泸定县发生Ms 6.8地震。地震在山区诱发了大量的地质灾害,造成了严重的人员伤亡。快速准确地获取地震诱发地质灾害的空间分布范围对震后应急决策和救援抢险至关重要。基于全球同震滑坡数据库与深度学习算法,构... 详细信息

2022-09-05,四川省甘孜州泸定县发生Ms 6.8地震。地震在山区诱发了大量的地质灾害,造成了严重的人员伤亡。快速准确地获取地震诱发地质灾害的空间分布范围对震后应急决策和救援抢险至关重要。基于全球同震滑坡数据库与深度学习算法,构建了地震诱发滑坡空间分布概率近实时预测模型,在震后2 h内获取了泸定地震诱发地质灾害的预测结果。通过震后无人机与卫星遥感影像,采用机器学习与深度学习算法实现了震后大范围地质灾害的智能识别,共解译地震诱发滑坡3633处,总面积13.78 km^(2)。利用遥感解译的泸定地震滑坡数据,对地震诱发地质灾害预测模型进行了优化,获得了震区范围更广、准确性更高的同震滑坡预测结果。结果表明,同震滑坡预测模型能够快速获取震后地质灾害的空间分布情况,填补震后遥感影像获取前的空窗期,为灾后应急救援提供支撑;基于无人机与卫星遥感影像的智能识别技术是快速获取大范围地质灾害信息的有效手段。所取得的研究成果在泸定地震震后应急救援工作中发挥了重要作用。

关键词：泸定地震同震滑坡地质灾害遥感智能识别

泸定Ms 6.8地震对海螺沟冰川的影响应急分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第1期48卷 47-57页

作者：李为乐陈俊伊陆会燕单云峰李志刚陈宝林伍鸾宇许洲李维敏张攀许善淼汤明高董秀军赵建军范宣梅许强成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

2022-09-05四川省甘孜州泸定县发生Ms 6.8地震,震中距离海螺沟冰川约10 km,海螺沟冰川受此次地震影响如何,受到社会广泛关切。利用多时相Landsat 8和Sentinel-2光学卫星影像,基于归一化雪覆盖指数对海螺沟冰川面积进行监测,并利用Sentin... 详细信息

2022-09-05四川省甘孜州泸定县发生Ms 6.8地震,震中距离海螺沟冰川约10 km,海螺沟冰川受此次地震影响如何,受到社会广泛关切。利用多时相Landsat 8和Sentinel-2光学卫星影像,基于归一化雪覆盖指数对海螺沟冰川面积进行监测,并利用Sentinel-1雷达卫星影像,基于像素偏移追踪技术对海螺沟地震前和震中位移进行监测。结果表明,2016―2022年海螺沟冰川8月份面积呈波动变化趋势,与日平均最高气温具有负相关性,冰川运动速度与地形坡度和日平均最高气温具有正相关性。泸定地震未造成海螺沟冰川运动速度大范围显著增大,但对冰瀑布前缘区域扰动明显。震后冰崩直接致灾可能性较小,但增加了泥石流致灾风险。

关键词：泸定地震海螺沟冰川遥感监测像素偏移追踪归一化雪覆盖指数应急分析

优化神经网络下阿富汗东北高原寒旱区滑坡危险性评价

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地球科学 2023年第5期48卷 1825-1835页

作者：余波常鸣倪章孙文静徐恒志成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

阿富汗东北部是典型的高原寒旱地区,滑坡灾害发育,除受地形地貌、地质构造、人类活动等因素影响外,还由积雪覆盖、冰雪消融等方面控制;为研究高原寒旱地区滑坡危险性,在遥感解译基础数据上,考虑高原寒旱地区积雪覆盖和冰川活动对滑坡发... 详细信息

阿富汗东北部是典型的高原寒旱地区,滑坡灾害发育,除受地形地貌、地质构造、人类活动等因素影响外,还由积雪覆盖、冰雪消融等方面控制;为研究高原寒旱地区滑坡危险性,在遥感解译基础数据上,考虑高原寒旱地区积雪覆盖和冰川活动对滑坡发育的影响,引入积雪覆盖度和消融水当量两个评价指标,基于证据权‒全连接神经网络模型建立滑坡易发性评价模型,以度日模型、SCS-CN模型建立滑坡危险性评价体系,并根据混淆矩阵对评价模型进行检验;危险性评价结果表明极高危险性区域占全区10.46%,分布灾害面积占比82.71%,主要分布在努尔斯坦省东部库纳尔‒奇特拉尔河段、巴达赫尚省除瓦罕走廊段的中东部高山区和帕尔万省赫尔曼德河段;高危险性区域占全区14.83%,分布灾害面积占比12.11%,主要分布在巴达赫尚省东部区域、努尔斯坦省和帕尔万省西部.检验结果及统计结果均表明结合证据权法取负样本对神经网络精度提升显著;研究成果为阿富汗滑坡灾害早期预警与工程防治提供科学依据.

关键词：阿富汗滑坡高原寒旱区证据权‒全连接神经网络危险性评价灾害地质.

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藏东南多依弄巴流域冰湖溃决危险性评价

地质科技通报 2023年第2期42卷 258-266页

作者：陈兰范宣梅熊俊麟王欣窦向阳成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

冰湖溃决灾害是指冰湖坝体突然破坏引发溃决洪水或溃决泥石流的现象,对下游人类活动和自然环境造成严重影响。近年来,藏东南地区冰川快速退缩,冰湖数量和规模显著增加,冰湖溃决事件广泛发生。基于1995-2021年多时相Landsat系列遥感影像... 详细信息

冰湖溃决灾害是指冰湖坝体突然破坏引发溃决洪水或溃决泥石流的现象,对下游人类活动和自然环境造成严重影响。近年来,藏东南地区冰川快速退缩,冰湖数量和规模显著增加,冰湖溃决事件广泛发生。基于1995-2021年多时相Landsat系列遥感影像、Sentinel-2A遥感影像,结合RAMMS水文动力学模型方法,对藏东南地区多依弄巴流域内冰湖、冰川进行动态变化分析,模拟冰崩危险体触发冰湖溃决和冰湖溃决泥石流的演进过程,根据泥石流模拟中的流速和流深对冰湖溃决可能影响的区域进行危险性分区。结果表明:流域内冰川面积由1995年的14.05 km^(2)退缩为2021年的9.43 km^(2),年均退缩率约为0.15 km^(2)/a。流域内共发育3处冰崩危险体,均可能触发冰湖溃决。潜在危险冰湖在全溃情况下,溃决泥石流会冲出沟口堵塞然乌湖湖口和帕隆藏布主河道,对下游居民和道路造成影响,影响范围约4.05 km^(2),其中高危险性区域约2.55 km^(2)。危险性评价结果可为多依弄巴流域未来土地利用规划和防灾减灾提供依据,也能为藏东南地区冰湖溃决型泥石流危险评估提供参考。

关键词：冰湖溃决灾害 RAMMS 危险性评价冰崩藏东南

青川窝前含断层斜坡地震动力响应与失稳模式模拟分析

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工程地质学报 2023年

作者：马潇罗永红王运生南凯陈军地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)

为探究含断层斜坡的地震动响应规律与破坏模式，以青川窝前斜坡为例，基于地质原型调查基础上采用离散元软件构建了“含断层及上硬下软斜坡”二维数值模型，并以汶川地震波为动荷载从底部边界输入。数值模拟研究揭示了斜坡内部在断层带... 详细信息

为探究含断层斜坡的地震动响应规律与破坏模式，以青川窝前斜坡为例，基于地质原型调查基础上采用离散元软件构建了“含断层及上硬下软斜坡”二维数值模型，并以汶川地震波为动荷载从底部边界输入。数值模拟研究揭示了斜坡内部在断层带处地震动力响应强烈，峰值加速度放大系数可达2.5～3.5倍，远离断层带斜坡内部峰值加速度放大系数一般不大于2.5倍，坡内峰值加速度放大系数存在随高程增加而增大的情形；频谱分析揭示，斜坡内频谱响应存在多阶峰值频率，但在断层下盘以大于6.7 Hz的高频放大效应为主，而在断层上盘以2～4 Hz的低频放大效应为主。“上硬下软”岩性组合动力响应分析揭示，上部灰岩峰值加速度放大系数大于下部板岩，而岩性分界面处动力响应强于上硬下软岩体。斜坡破坏运动过程模拟表明，以断层及岩性分界面为边界，窝前滑坡破坏模式可概括为0～20 s为震动拉裂破坏，20～40 s启动运移及40～80 s堆积压实三个阶段。

关键词：汶川地震窝前滑坡石坎断层斜坡动力响应破坏模式

基于随钻振动信号及深度学习的岩性智能预测方法研究

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煤田地质与勘探 2023年

作者：王胜赖昆张拯柏君罗中斌李冰乐张洁成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

岩性智能预测在地质钻探中的意义十分重要，可以提高勘探、开采效率和成果质量。基于钻进过程中钻头破碎岩石产生的振动信号，提出一种岩性随钻智能预测方法。选取7类尺寸相同的不同岩性的岩石，并设计微钻实验方案，对岩石施加不同钻... 详细信息

岩性智能预测在地质钻探中的意义十分重要，可以提高勘探、开采效率和成果质量。基于钻进过程中钻头破碎岩石产生的振动信号，提出一种岩性随钻智能预测方法。选取7类尺寸相同的不同岩性的岩石，并设计微钻实验方案，对岩石施加不同钻速、转速以采集多钻进条件下的随钻三轴振动信号，对信号进行预处理滤除干扰信息，通过短时傅里叶变换生成表征信号时频域特征的时频图像，再利用多种数据增强方法增加图像数量并建立为数据库，以增强模型鲁棒性和泛化能力。改进深度学习中VGG11(Visual Geometry Group)卷积神经网络算法，将数据库划分为训练集：测试集=8:2，对训练集图像的有效信息进行特征提取、学习、迭代训练以获得岩性智能预测模型，并不断调整模型的3个超参数（学习率、批处理大小、迭代次数），使得测试集和训练集损失函数曲线拟合以提高模型预测精度。最后用测试集对模型进行多指标评估。实验结果表明：基于随钻振动数据训练得到的岩性智能预测模型泛化能力强，具有高预测精度，最终的整体岩性预测准确率达到96.85%。重点讨论了数据集数量对岩性预测准确率的影响；不同的钻进条件会引起随钻振动信号产生一定规律性的变化，岩石性质会使得振动信号在三轴方向上有所变化；X、Y、Z轴信号表征着钻进过程中钻头破碎岩石的不同过程。提出的岩性实时智能预测方法为钻探工程现场中岩性预测提供了一定的依据和借鉴。

关键词：岩性智能预测随钻三轴振动信号短时傅里叶变换数据增强改进VGG11算法

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滑坡隐患类型与对应识别方法

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第3期47卷 377-387页

作者：许强陆会燕李为乐董秀军郭晨成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

基于"三查"体系的滑坡隐患综合遥感识别工作已在全国范围推广应用并取得一定成效,但随着工作的推进,也暴露出一些亟待解决的问题,比如隐患究竟如何定义、有哪些类型、有何针对性的识别技术和方法,以及下一步工作重点是什么等。总结大量... 详细信息

基于"三查"体系的滑坡隐患综合遥感识别工作已在全国范围推广应用并取得一定成效,但随着工作的推进,也暴露出一些亟待解决的问题,比如隐患究竟如何定义、有哪些类型、有何针对性的识别技术和方法,以及下一步工作重点是什么等。总结大量实践案例,进一步明确了滑坡隐患的定义,并将滑坡隐患分为正在变形区、历史变形破坏区和潜在不稳定斜坡3类,提出了针对不同类型滑坡隐患的识别技术和方法。正在变形区主要利用光学遥感和合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术相结合进行识别,历史变形破坏区可利用光学遥感和机载激光雷达技术(light detection and ranging,LiDAR)进行识别,而潜在不稳定斜坡靠遥感和传统调查手段很难识别,需大力发展航空-半航空物探技术,快速查明斜坡地下结构,尤其是基覆界面空间展布和地下水状况,通过稳定性的量化分析来圈定危险区域和具体部位。

关键词：滑坡隐患类型综合遥感技术早期识别三查体系 InSAR LiDAR