蔣濤， 崔圣華

(成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點實驗室， 成都 610059)

2008年汶川地震以來，川滇地區(qū)相繼發(fā)生了2013 年蘆山Ms7.0級地震、2014 年魯?shù)镸s6.5級地震和2017年九寨溝Ms7.0級地震等典型強(qiáng)震。在地震造成的次生地質(zhì)災(zāi)害中，地震滑坡具有規(guī)模大、數(shù)量多和損害嚴(yán)重的特點，對人類以及大自然態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，對人類的生命及財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重困擾。

影響地震滑坡數(shù)量和分布的因素較多，中外學(xué)者們對編錄地震滑坡和分析地震滑坡分布規(guī)律開展了廣泛的調(diào)查研究[1-7]。黃潤秋等[8]通過遙感衛(wèi)星目視解譯等方法對汶川地震滑坡進(jìn)行編錄并且對滑坡分布規(guī)律進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，Xu等[9]進(jìn)行了進(jìn)一步的解譯和分析。Xu等[10-11]在高精度的遙感解譯基礎(chǔ)上，結(jié)合實地調(diào)查對蘆山地震滑坡的分布規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)了分析。吳瑋瑩[12]在前人的基礎(chǔ)上，通過遙感解譯建立了魯?shù)榈卣鸹戮幠浚治隽唆數(shù)榈卣鸬姆植继卣?。許沖等[13]對九寨溝地震滑坡進(jìn)行了編錄并進(jìn)行了初步分析。

但是學(xué)者們大多數(shù)只是對單個地震誘發(fā)滑坡分布規(guī)律進(jìn)行分析[14-16]，申通等[15]分析了汶川地震震中區(qū)崩塌發(fā)育規(guī)律。王毅等[16]從地形地貌、巖性和發(fā)震斷裂方面分析了九寨溝崩塌的分布特征。史丙新等[17]對比分析了多個地震滑坡的分布規(guī)律。郭沉穩(wěn)等[18]基于汶川地震、蘆山地震、尼泊爾地震，利用 GIS 技術(shù)對其分布與斷層距、巖性、坡位和坡形之間的關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計分析，還沒有學(xué)者針對近年來的汶川、蘆山、魯?shù)?、九寨? 次地震誘發(fā)滑坡的分布規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的對比分析，普適程度較弱，鑒于此，作者在前人研究的基礎(chǔ)上，對4 次地震滑坡災(zāi)害機(jī)制、數(shù)量和分布等做了詳細(xì)的工作，積累了大量的數(shù)據(jù)資料。從地震、地形以及地質(zhì)3個大類提取了地面峰值加速度(ground peak acceleration，PGA)、烈度、距斷層距離、高程、坡度、坡向、地層巖性7個因子分析了4次地震滑坡分布規(guī)律(圖1)，以期找到具有普適性的滑坡分布規(guī)律，為滑坡的機(jī)理研究以及地震滑坡的災(zāi)害預(yù)測提供參考。

圖1 4次地震位置分布圖(據(jù)文獻(xiàn)[19]修改)Fig.1 Locations of the four earthquakes events (modifiecl according to Ref.[19])

1 數(shù)據(jù)獲得和分析方法

汶川Ms8.0級地震、蘆山Ms7.0級地震、魯?shù)镸s6.5級地震和九寨溝Ms7.0級地震滑坡數(shù)據(jù)主要來源于清華同方光盤股份有限公司、光盤國家工程研究中心和中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社共同研制出版的《中國期刊網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫(CJFB)》，該數(shù)據(jù)庫包含6 100種全文期刊，是世界上最大的連續(xù)動態(tài)更新的中國期刊全文數(shù)據(jù)庫的中文期刊全文數(shù)據(jù)庫。除此之外，還包括作者基于機(jī)載雷達(dá)解譯所得的滑坡點(圖2)。數(shù)據(jù)來源及相關(guān)得到的滑坡數(shù)量見表1[1,7,10-11]。

圖2 九寨溝地震基于機(jī)載雷達(dá)的同震滑坡解譯結(jié)果Fig.2 Interpretation results of Jiuzhaigou airborne radar co-seismic landslide

表1 四次強(qiáng)震引用數(shù)據(jù)來源Table 1 Four strong earthquakes cite data sources

通過對汶川Ms8.0級地震、蘆山Ms7.0級地震、魯?shù)镸s6.5級地震和九寨溝Ms7.0級地震誘發(fā)的地震滑坡的分布規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計分析，并且對成因進(jìn)行初步討論，得到了相關(guān)的結(jié)論。

2 滑坡分布規(guī)律

地震誘發(fā)的滑坡災(zāi)害的發(fā)育和分布特征不僅受到地震本身內(nèi)動力的影響，還受到地質(zhì)條件和地質(zhì)構(gòu)造的影響，包括地層巖性、坡向、坡度、高程、斷層破裂帶等。主要選取地震、地質(zhì)和地形3類因素中的7個因子：距斷層距離、地面峰值加速度(PGA)、高程、坡度、坡向、地層巖性進(jìn)行對比分析和研究(表2)。

表2 地震滑坡影響因子選取Table 2 Selection of influencing factors of earthquake landslide

2.1 PGA

根據(jù)國家強(qiáng)震動臺網(wǎng)中心公布的地震PGA數(shù)據(jù)(表3)，結(jié)合PGA與震中距離的衰減關(guān)系，可知汶川地震震中的峰值PGA遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1 m/(cm·s-2)，魯?shù)?、蘆山、九寨溝地震的PGA則約為1 m/(cm·s-2)。

表3 4次強(qiáng)震的最大峰值PGA Table 3 The maximum PGA of strong motion record in four earthquakes

文獻(xiàn)[17]證明，地震滑坡的分布情況與PGA的大小具有明顯的正相關(guān)性。對比汶川、蘆山、魯?shù)楹途耪瘻系卣?次地震滑坡分布情況與PGA的關(guān)系[圖3(a)]，當(dāng)PGA一樣時，地震滑坡數(shù)量與地震震級呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)性，九寨溝地震與蘆山地震震級相同都是7.0級，當(dāng)兩次地震震級相同時，在PGA為0.12g(g為重力加速度)和0.36g的條件下九寨溝地震的滑坡數(shù)量略高于蘆山地震的滑坡數(shù)量。通過進(jìn)一步分析地震滑坡分布密度與PGA的關(guān)系[圖3(b)]，汶川、蘆山地震2次地震滑坡的分布密度隨PGA變大而增加；但是魯?shù)楹途耪瘻系卣鸬幕聰?shù)量反而呈現(xiàn)出先增加后減少的關(guān)系，推測這可能是由于這兩次地震滑坡的規(guī)模相對較小?？傊?，隨PGA的增加，蘆山地震滑坡數(shù)量不斷增加，汶川、魯?shù)楹途耪瘻系卣鸬幕聰?shù)量先增加，但是在PGA到了一個值后(汶川地震約0.8g，魯?shù)榈卣鸺s0.2g，九寨溝地震約0.24g)，滑坡數(shù)量開始下降而后又有緩慢增加。

圖3 滑坡分布與PGA的關(guān)系Fig.3 Relationship between distribution of earthquake landslides and PGA

圖4(a)為汶川、蘆山、魯?shù)榈卣?次地震分別在PGA為0.12g、0.24g、0.36g時滑坡數(shù)量隨震級變化的關(guān)系，可知隨著PGA的增加，三次地震滑坡數(shù)量都在增加。圖4(b)為由于九寨溝地震與蘆山地震震級相同都是7.0 級，當(dāng)兩次地震在震級相同時，并在相同PGA條件下，兩次地震的滑坡數(shù)量也是隨著PGA的增大滑坡數(shù)量也增多，并且在整體上九寨溝地震滑坡數(shù)量略高于蘆山地震滑坡數(shù)量。

圖4 地震滑坡分別在震級、PGA相等時數(shù)量分布Fig.4 The quantity distribution of seismic landslides when the magnitude and PGA are equal

2.2 斷層距

相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)地震滑坡的分布情況主要是呈線性沿著發(fā)震斷層的破裂帶分布。從整體上看4次地震滑坡分布與距離發(fā)震斷層的距離具有較為明顯的衰減關(guān)系(圖5)。

圖5 滑坡分布與斷層距離關(guān)系Fig.5 Relationship between distribution of earthquake landslides and fault distance

從圖5(a)可以看出蘆山地震滑坡的趨勢與汶川地震是相似的，都是整體上呈現(xiàn)出地震滑坡數(shù)量隨著到斷層距離的增加而逐漸減少。魯?shù)榕c九寨溝地震滑坡與前后兩次地震滑坡趨勢不相同，且相對于前面兩次地震滑坡來說，這兩次地震在總體上距斷層距離僅有約15 km，在距離上就小得多。但這兩次地震滑坡的整體變化趨勢特征也是與前兩次地震滑坡相類似的，都是在距離斷層5～20 km的范圍內(nèi)分布的滑坡數(shù)量相對較多。還可以得出隨著每次地震震級的增加，斷層所能影響到的滑坡分布最大范圍也隨之增加。汶川地震震級為8.0級，其影響滑坡分布的最大距離約50 km，蘆山地震震級為7.0級，其影響滑坡分布的最大距離約35 km，魯?shù)榈卣鹫鸺墳?.5級，其影響滑坡分布的最大距離約15 km，九寨溝地震震級為7.0 級，其影響滑坡分布的最大距離與魯?shù)榈卣鹣囝愃疲s14 km，出現(xiàn)這樣的情況初步分析是由于地震的滑坡分布還受到地質(zhì)條件(斷層構(gòu)造、地形地貌)的影響。汶川與蘆山地震的滑坡數(shù)量都是隨著距斷層距離的增加而逐漸減少。汶川地震的震中在逆沖為主兼具走滑的映秀—北川斷裂帶上上，而蘆山地震一般認(rèn)為發(fā)震斷層雙石—大川斷裂，魯?shù)?、九寨溝地震震中距離發(fā)震斷層具有一定的距離，斷層主要為走滑性質(zhì)。這種震源距發(fā)震斷層遠(yuǎn)近以及發(fā)震斷層性質(zhì)的差異，導(dǎo)致并不密集的蘆山、魯?shù)榕c九寨溝地震滑坡分布。這或許是滑坡數(shù)量分布與斷層距離衰減關(guān)系不明顯的原因。

對4次地震的斷層最大影響距離進(jìn)行歸一化處理，并以23%、43%、63%、83%比例分組，得到地震滑坡數(shù)量在四組的累計數(shù)量分布曲線[圖5(b)]。汶川地震滑坡有83%分布在距最大斷層影響距離約10 km的23%處。而蘆山、魯?shù)楹途耪瘻系卣饍H31%、27%和29%。在斷層距離比為43%時，蘆山、魯?shù)楹途耪瘻系卣鸹吕塾嫈?shù)據(jù)僅65%左右，而汶川已達(dá)到95%。在斷層距離比為63%時，蘆山、魯?shù)楹途耪瘻系卣鸹吕塾嫈?shù)據(jù)在85%左右，而汶川卻只有55%左右。在斷層距離比為83%時，蘆山、魯?shù)楹途耪瘻系卣鸹吕塾嫈?shù)據(jù)在90%左右，而汶川僅有75%左右。

2.3 烈度

4次地震在不同烈度區(qū)下的滑坡分布不同，如圖6(a)可知汶川地震滑坡和魯?shù)榈卣鸹麓蟛糠只露挤植荚冖鞫燃耙陨蠀^(qū)域，并且整體是兩次地震滑坡數(shù)量與烈度大小正相關(guān)，烈度越大地震滑坡數(shù)量越多。分析蘆山與九寨溝地震滑坡可得出兩次地震滑坡分布主要在Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ烈度區(qū)，隨著烈度的增大，滑坡數(shù)量呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，蘆山地震在VII烈度區(qū)上滑坡數(shù)量最多，九寨溝地震在VIII烈度區(qū)上滑坡數(shù)量最多。

2.4 巖性

坡體的穩(wěn)定性與巖土體自身的結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)。當(dāng)發(fā)生地震時，地震就會破壞了巖土體的結(jié)構(gòu)，使得那些容易發(fā)生滑動的巖體自身的力學(xué)性質(zhì)改變，如一定程度上減小了發(fā)現(xiàn)的壓應(yīng)力，并使得下滑力增大，最終超過臨界值而發(fā)生滑動。從宏觀上看，汶川、蘆山、魯?shù)楹途耪瘻系卣鸢l(fā)生在川滇地區(qū)邊界的褶皺山系。該地區(qū)的巖層受水平方向的作用力明顯，原生構(gòu)造地貌基本未完整，但是巖層彎曲明顯，發(fā)育褶皺，節(jié)理。在地震影響下多臨空面更容易發(fā)生崩塌滑坡，軟弱的地層巖性相比硬質(zhì)的地層巖性來說更易發(fā)生滑坡。主要依據(jù)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)差異，以巖石的堅硬程度作為劃分標(biāo)準(zhǔn)對4 次地震的巖性進(jìn)行分組(表4)，將研究區(qū)分為極軟巖、軟巖、較硬巖、硬巖4大類。

表4 巖石堅硬程度劃分Table 4 Classification of rock hardness

根據(jù)滑坡數(shù)量與巖性的分布關(guān)系[圖6(b)]，發(fā)現(xiàn)總體上4次地震滑坡累計在軟巖區(qū)分布較多。在4次地震中，由于第四系的覆蓋面積小，因此第四系上分布的滑坡數(shù)量較少。汶川地區(qū)由于千枚巖等較軟巖分布面積廣，由于軟巖的弱力學(xué)強(qiáng)度和低穩(wěn)定性，因此在汶川的軟巖區(qū)分布著大部分滑坡。但是再比較汶川的硬巖區(qū)，發(fā)現(xiàn)在硬巖區(qū)汶川地震也分布著與軟巖區(qū)差不多的滑坡數(shù)量，這主要是因為汶川地震里氏震級達(dá)8.0，非常強(qiáng)烈的震動效應(yīng)使得汶川地震區(qū)發(fā)育著大量滑坡等地震災(zāi)害。蘆山地震觸發(fā)的滑坡在軟巖(泥頁巖、泥質(zhì)砂巖)中發(fā)育著大量滑坡，較硬巖和硬巖逐相對較少。魯?shù)榕c九寨溝地震的滑坡分布相類似，在較硬巖區(qū)分布最多，軟巖和硬巖相對較少。主要原因可能是因為這兩次地震區(qū)的硬質(zhì)巖分布范圍相比軟巖范圍較廣。

圖6 滑坡分布與烈度、巖性、高程、坡度關(guān)系Fig.6 Relationship between distribution of earthquake landslides and topographical parameters

2.5 高程

以200 m為間隔統(tǒng)計了4次強(qiáng)震不同海拔高度滑坡數(shù)量分布[圖6(c)]。汶川震區(qū)在1 000～3 000 m海拔范圍內(nèi)汶川地震滑坡數(shù)量較多，這一海拔范圍內(nèi)滑坡數(shù)量超過10 000 處，但是在海拔高于3 000 m后汶川地震滑坡數(shù)量急劇變少。蘆山震區(qū)在800～1 600 m區(qū)間滑坡分布較多，在海拔高于2 000 m后滑坡數(shù)量顯著減少。魯?shù)檎饏^(qū)的地形起伏極大，海拔最低點682 m，最高點3 513 m。魯?shù)檎饏^(qū)的滑坡數(shù)量相對較少，在海拔為1 200～1 600 m滑坡數(shù)量相對最多但都小于100處。九寨溝地區(qū)的最高海拔4 764 m，最低海拔1 160 m。在平均海拔2 400～2 800 m九寨溝地震滑坡數(shù)量分布相對最多，但是整體滑坡數(shù)量較少，主要原因可能是因為九寨溝地震災(zāi)害集中分布在靠近河流處，屬于較低海拔地區(qū)，同時也可能因為受人為因素在高海拔地區(qū)的解譯不完整影響。

2.6 坡度

一般來說，坡度越大則越容易引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。不同的地震事件，地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等條件不同，因此地震滑坡發(fā)育的優(yōu)勢坡度范圍也不同。如圖6(d)對4次地震坡度進(jìn)行對比，統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)汶川地震滑坡數(shù)量是先逐漸增加到40°左右，并在坡度為40°左右時滑坡數(shù)量達(dá)到最多大約為40 000個，坡度超過40°后滑坡數(shù)量又伴隨著減少；蘆山地震滑坡數(shù)量與坡度的關(guān)系整體上雖然也是先增減后減少，并在40°左右的時候達(dá)到最大值，但這種變化較為緩慢，坡度處于20°～45°時滑坡數(shù)量差不多一樣，折線幾乎水平，無明顯變化。魯?shù)榈卣鸬幕乱才c前面兩次地震的滑坡集中分布坡度范圍差不多，整體滑坡分布趨勢都是先隨坡度的增加而增加，到一定峰值后逐漸減少，汶川和魯?shù)榈卣鸹碌钠露燃蟹植荚?0°～50°，蘆山地震在20°～45°，九寨溝地震滑坡集中分布在35°～50°范圍內(nèi)。

2.7 坡向

4次地震在坡向上沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律(圖7)，這和一些學(xué)者的一些看法大體一致(參考文獻(xiàn)[20])。汶川地震與蘆山地震的發(fā)震斷裂走向整體上為NE-SW向，同時在SE向兩次地震滑坡分布最多；魯?shù)榈卣饠嗔褳榘熔瘛『訑嗔炎呦驗镹W-SE向，地震滑坡數(shù)量在W、NW向較多；九寨溝地震的發(fā)震斷裂可能是塔藏斷裂東部的一條分支，其斷裂帶的總體走向為NW-SE向,九寨溝地震滑坡在NE、SW向滑坡最多。

圖7 滑坡分布與坡向關(guān)系Fig.7 The relationship between landslide distribution and slope aspect

3 差異性特征分析

3.1 發(fā)震斷裂

汶川和蘆山地震為逆沖型斷裂，存在明顯的上盤滑坡破壞比下盤嚴(yán)重的“上下盤效應(yīng)”[21]。對于具有明顯地表破裂長度的逆沖斷層，L(L1或L2)和R(R1或R2)分別定義為上盤(A)或下盤(B)上的場地到地表破裂和震源的距離。如果A和B與地表破裂的軌跡距離相同(L1=L2)，則上盤A與震源(R1)之間的距離比下盤B(R2)之間的距離更近[圖8(a)][22]，所以，這種直接的位置特征導(dǎo)致上盤的震動比下盤的震動更劇烈，同時上盤強(qiáng)地震的衰減相對于下盤要緩,此外，其中一個有兩條逆沖斷層F1和F2的陡峭斷層面F1，另一個有中等斷層面F2[圖8(b)][22]。A位于F1上盤，B位于F2上盤。如果兩個地點到震源的距離相同(R1=R2)，則A距離地表破裂的距離比B遠(yuǎn)(L2>L1)。這種位置特征導(dǎo)致了上盤的滑坡數(shù)量多于下盤而且中等斷層帶觸發(fā)的同震滑坡的帶要比陡峭斷層帶的寬。對于正斷層及走滑斷層型地震，同樣存在“上下盤效應(yīng)”，但是不如逆沖斷層明顯，更多還是受到“斷裂帶效應(yīng)”影響更為嚴(yán)重。

L1或L2為到地表破裂的距離；R1或R2為到震源的距離圖8 逆沖斷層的上盤效應(yīng)[22]Fig.8 Hanging wall effects of thrust fault[22]

地震斷層發(fā)生走滑運(yùn)動，地震誘發(fā)的滑坡沿發(fā)震斷層兩側(cè)呈線性分布，正好魯?shù)?、九寨溝地震都是左旋走滑型。九寨溝地震滑坡沿NW-SE向斷層呈帶狀分布，沿溝谷較為發(fā)育，具有明顯的“斷裂帶效應(yīng)”，主要分布發(fā)震斷層兩側(cè)10 km范圍內(nèi)，離斷層越遠(yuǎn)，滑坡數(shù)量衰減越明顯，魯?shù)榈卣鸹碌目臻g排列走向與發(fā)震斷裂包谷垴—小河分支斷裂大致垂直，而沿NW向昭通—魯?shù)橹鲾嗔哑叫蟹植肌?/p>

3.2 震級

地震震級是衡量地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來的能量大小來決定。釋放能量越大，地震震級也越大。震級每相差1.0級，能量相差大約32倍。由表5可知地震震級越大滑坡數(shù)量越多。蘆山與九寨溝地震震級相同但滑坡數(shù)量相差較大，主要原因是九寨溝海拔最高，且研究區(qū)植被少，基巖裸露，使得研究過程中解譯不完全。

表5 震級與滑坡數(shù)量關(guān)系Table 5 Relationship between magnitude and number of landslides

3.3 地層巖性

地層巖性對地震滑坡的分布有重要影響[6]，如表6是4次地震在劃分的四類巖性中滑坡分布最大數(shù)量的比較表。第四系上滑坡分布幾乎沒有，是因為這里只選取了每次地震滑坡數(shù)量的最大值，說明在4次地震區(qū)域，第四系上的滑坡分布不多，主要可能是由于4次地震區(qū)域內(nèi)第四系的覆蓋面積小；汶川地區(qū)相比其他三次地震在硬巖區(qū)與軟巖區(qū)的滑坡數(shù)量最多，一方面是千枚巖等軟巖分布面積廣，巖石力學(xué)強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差；另一方面是硬質(zhì)巖在里氏震級達(dá)8.0的汶川地震影響下，強(qiáng)烈震動效應(yīng)導(dǎo)致巖體上發(fā)育大量破裂，為地震觸發(fā)滑坡提供有利條件。

蘆山地震觸發(fā)的滑坡相比其他三次地震滑坡在軟巖(泥頁巖、泥質(zhì)砂巖)中發(fā)育這大量滑坡，較硬巖和硬巖逐相對較少，主要是由于軟巖的力學(xué)強(qiáng)度低，穩(wěn)定性較差。魯?shù)榕c九寨溝地震的滑坡分布相類似，都是在較硬巖區(qū)分布最多，主要原因可能是這兩次地震區(qū)的硬質(zhì)巖分布范圍相比軟巖范圍較廣。一般情況下，硬巖的工程性質(zhì)好于軟巖，因此，通常認(rèn)為地震作用下硬巖區(qū)的滑坡數(shù)量會小于軟巖區(qū)，通過4次地震觸發(fā)的滑坡數(shù)量分布與巖性關(guān)系的分析，卻發(fā)現(xiàn)硬巖區(qū)中的滑坡數(shù)量分布更多更廣。

表6 巖性與每次地震滑坡最大數(shù)量關(guān)系Table 6 Relationship between lithology and maximum number of landslides per earthquake

3.4 地震烈度

地震烈度直接反映了地震破壞作用的大小。在本研究中汶川地震最大烈度為Ⅺ度，蘆山、魯?shù)楹途耪瘻系卣鹱畲罅叶榷际洽?。地震烈度越高，地面水平PGA越大，當(dāng)其他條件都相同時，處于失穩(wěn)狀態(tài)的坡體的位移量也越大，越易發(fā)生滑坡以及崩塌[23]。汶川、蘆山和九寨溝地震滑坡的最多數(shù)量不是分布在其烈度最高區(qū)域，原因是最大烈度區(qū)覆蓋面積較小，并且最大烈度區(qū)滑坡密度過大對遙感解譯有影響。但是看表7在較低的烈度區(qū)，蘆山地震分布著大量滑坡，推測主要原因可能是汶川地震和蘆山地震的震中距離相隔僅80 km，蘆山地震的部分低烈度區(qū)巖體在之前受到汶川地震中已經(jīng)影響已經(jīng)損傷，然后在蘆山地震疊加影響下超過巖體破壞的閾值，使得蘆山地震的部分低烈度區(qū)內(nèi)也有大量的滑坡分布。

表7 烈度與最多滑坡數(shù)量關(guān)系Table 7 Relationship between intensity and maximum number of landslides

3.5 斷層錯動方向

與地震波傳播方向一致的斜坡更易發(fā)生滑坡[12]，許強(qiáng)等[24]對汶川地震滑坡的分析發(fā)現(xiàn)滑坡在坡向上的分布情況受到斷裂錯動作用和地震波傳播的影響，并將其歸結(jié)為“斷層錯動方向效應(yīng)”與“背坡面效應(yīng)”。表8汶川地震、蘆山地震同時兩次地震滑坡多為南東向；魯?shù)榈卣鹩捎谄鋽鄬悠屏逊较驗橛杀蔽?南東自下而斜上擴(kuò)展，到達(dá)南東部形成地表破裂，因此北西向滑坡數(shù)量多，南東向滑坡數(shù)量少，但多為大型滑坡；九寨溝地震的發(fā)震斷裂推測是塔藏斷裂東部的其中一條分支，其斷裂帶的總體走向為北西-南東向，推測主要受岷江和塔藏斷裂的影響，當(dāng)然除受到斷層走向的影響外還與九寨溝地震發(fā)震構(gòu)造為左旋走滑行型斷裂構(gòu)造相關(guān)，因此九寨溝地震滑坡北東、南西向滑坡分布較廣。

表8 斷層走向、滑坡最佳坡向關(guān)系Table 8 Relationship between fault strike and optimal slope aspect of landslide

地震的破裂是從震源處開始，伴隨著橫波(S波)的傳播[圖9(a)]。破裂以大約等于S波速度cs的速度vr擴(kuò)展。如果vr接近但低于cs，則剪切波前集中在正向，并在反向分離[圖9(b)][25]。在Somerville等[26]的研究中，這種現(xiàn)象被稱為向前方向效應(yīng)。已經(jīng)證明，向前方向效應(yīng)可導(dǎo)致正向的更大振幅和更高頻率[27-29]。同時，它導(dǎo)致地震能量釋放在垂直于斷層走向的方向上更加顯著[30]，這就很好地解釋了汶川地震、蘆山地震兩次強(qiáng)震誘發(fā)的滑坡主要為南東向。

表示斷層破裂傳播的方向圖9 向前方向性效應(yīng)示意圖(據(jù)文獻(xiàn)[25]修改)Fig.9 Forward direction effect diagram(modifiecl Ref.[25])

4 結(jié)論

以川滇地區(qū)為地質(zhì)構(gòu)造背景，分析了近幾年在川滇地區(qū)發(fā)生的典型強(qiáng)震誘發(fā)滑坡的分布規(guī)律，主要以汶川Ms8.0級地震、蘆山Ms7.0級地震、魯?shù)镸s6.5級地震和九寨溝Ms7.0級地震誘發(fā)的地震滑坡為研究對象，對比分析4次地震滑坡的分布規(guī)律。在研究過程中收集了大量資料，主要取得了以下研究成果。

(1)汶川與蘆山地震都屬于逆沖型斷裂，并且兩次地震滑坡分布都存在“上盤效應(yīng)”；魯?shù)榕c九寨溝地震斷層發(fā)生走滑運(yùn)動，地震誘發(fā)滑坡沿發(fā)震斷層呈線性分布，且斷層兩側(cè)滑坡數(shù)量與距斷層距離具有明顯的衰減關(guān)系，具明顯的“斷裂帶效應(yīng)”。

(2)4次地震的總體滑坡發(fā)育在硬巖區(qū)要比軟巖區(qū)嚴(yán)重。這個結(jié)果使得我們對于地震滑坡的易發(fā)巖性有了新的認(rèn)識，可為以后防震減災(zāi)提供參考。

(3)滑坡數(shù)量與震級和PGA都是呈現(xiàn)出正相關(guān)的。相同震級的地震PGA越大，滑坡數(shù)量越多；當(dāng)震級不同PGA相同時，震級越高，滑坡數(shù)量越多。

(4)地震烈度的大小也直接影響地震滑坡的發(fā)育?；聻?zāi)害數(shù)量最多的烈度區(qū)往往不是最高烈度區(qū)，通常是比最高烈度區(qū)低一點的烈度區(qū)。

(5)4次地震滑坡分布都是集中分布在距斷層距離近的范圍內(nèi)，并且斷層對滑坡發(fā)育的最大影響范圍隨著地震震級的增加而增大。魯?shù)榕c九寨溝地震雖然滑坡也是在距離斷層近的區(qū)域發(fā)育相對較多，但是與斷層距并無明顯的斷層距離效應(yīng)，該差異的原因可能是魯?shù)榕c九寨溝地震震中距發(fā)震斷層較遠(yuǎn)而且走滑斷層破壞性相對較弱有關(guān)。

(6)從北向南看發(fā)現(xiàn)4次地震的平均海拔高度從整體來看是降低的，由于海拔的差異性，高海拔地區(qū)往往地形切割大，坡度相對較大