青藏高原三江流域地质构造复杂，构造运动活跃，地震频繁，地质环境脆弱，地质灾害事件频发，出现重大灾害成链。顺层屈曲滑坡和堆积体（黄土-泥岩）滑坡是威胁三江流域基础设施建设的常见灾害。目前对三江流域滑移-屈曲滑坡和堆积体滑坡的地震累积损伤过程和堆积层对地震能量传递的影响认识不清晰，缺少定量评价指标。区域内相关滑坡的损伤机制和滑坡启动-运动链尚未明确。且现有研究多集中于滑坡的宏观形态与触发因素，缺乏对其内部损伤演化过程的深入理解。
为了解决这些问题，我们开展了理论研究和大型振动台模型试验。本研究以三江流域“Xiaguiwa”滑坡为例，建立了顺层岩质和堆积体边坡的振动台模型。采用Arias烈度、基于Hilbert-Huang变换(HHT)和标准谱比(SSR)的改进边际谱多峰边坡损伤识别方法，分析了模型边坡的地震损伤演化过程以及堆积层对地震能量传递的影响。图1为现场观测到的滑坡演化特征。
图2展示了堆积层对地震能量传递的影响，堆积体滑坡的RHE在顶部堆积层外侧较大。堆积层对不同高程地震能量的影响不同。它对低频(<10 Hz)和高频(>40 Hz)的地震能量影响显著。在堆积层附近，顺层岩质边坡的低频能量和屈曲位置的高频能量强于碎屑边坡。堆积层放大3/4高程处的低频和高频能量，1/2高程处的低频能量转化为高频能量。地震波在堆积层中的传播是一个复杂的过程，它可以反映边坡的损伤机理。如图3所示，根据宏观试验现象，顺层岩质边坡的破坏过程可划分为4个阶段:(1)岩层轻微沉降阶段，(2)岩石弯曲和滑坡后缘开裂阶段，(3)破表中部凹陷和隆起面破裂阶段，(4)剪切破裂和低位剪切出阶段。岩石滑动面、屈曲损伤区和上部拉伸破裂面相连，形成一个完整的滑动面。堆积体边坡的破坏过程可分为3个阶段:(1)堆积层剥落阶段，(2)堆积层开裂阶段，(3)整体崩塌阶段。
图1滑坡区域的演化特征
图2基于标准谱比法确定的堆积层对地震能量传递的影响。
图3地震引发顺层屈曲滑坡和（黄土-泥岩）堆积体滑坡的累积损伤演化过程
该研究首次系统的揭示了地震引发的顺层屈曲滑坡从滑移-屈曲到剪切-断裂的全过程损伤演化。与传统的认识认为堆积层会削弱高频能量不同，发现某些位置的高频能量被放大了，这与基岩层的力学特征有关。该研究有助于提高地震引发滑坡预测的准确性和防治措施的有效性，从而为减灾提供科学依据。研究成果2024年发表于学术期刊Engineering Geology（Wang C, Guo M, Chen X*, et al. Damage evolution of the bedding rock landslide and debris landslide under earthquakes in the Three-rivers Basin. Engineering Geology, 2024, 339: 107631.https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2024.107631）。研究受国家重点研发计划项目之课题(2019YFC1509403、2018YFC1505001)、国家自然基金面上项目(51978633)项目共同资助。
【作者简介】
王晨，博士研究生。研究方向为链生地质灾害与经验格林函数。Email: wangc2023@cea-igp.ac.cn。
陈学良，研究员，主要从事工程地震、强地震动数值模拟、场地响应等研究。主持国家自然科学基金面上项目4项、国家重点研发计划课题1项、国家重点研发计划课题子专题1项、“十二五”国家科技支撑计划项目之专题1项。Email:chenxl@cea-igp.ac.cn。
