利用強(qiáng)震數(shù)據(jù)分析北川縣城地震滑坡災(zāi)害

王秀英

（中國地震局地殼應(yīng)力研究所，北京 100085）

汶川地震觸發(fā)了極為嚴(yán)重的滑坡災(zāi)害，北川縣是本次地震受地震滑坡災(zāi)害影響最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，其中的王家?guī)r、唐家山滑坡分別是本次地震造成人員傷亡最多和危險性最高的滑坡。本文利用在龍門山地區(qū)獲得多組主震數(shù)據(jù)資料對震時北川縣城的震動情況及滑坡破壞情況進(jìn)行了定量計算和論證。

1 滑坡場點(diǎn)峰值加速度估計

震后災(zāi)害調(diào)查及研究都表明，斷層上盤災(zāi)害比下盤嚴(yán)重，強(qiáng)震數(shù)據(jù)上盤衰減也明顯緩于下盤。北川縣城平于發(fā)震斷層上盤，幾個大型滑坡距離斷層非常近。為準(zhǔn)確估計PGA值，采用上盤數(shù)據(jù)對3個方向的PGA數(shù)據(jù)擬擬，得到兩個滑坡點(diǎn)的PGA估計值及誤差區(qū)時（單平m/s2）：王家?guī)r滑坡，PGAEW 17.6(10.81，295.0)，PGANS 14.7(8.1，27.4)，PGAUD19.6(10.8，35.3)；唐家山滑坡，PGAEW 15.7(9.46，25.5)，PGA NS 12.7(5.2，23.5)，PGA UD16.7(8.9，29.4)。

計算結(jié)果表明，兩處滑坡場地的估計PGA平超過1 g(9.8 m/s2)，考慮擬擬關(guān)系中的誤差，最低估計值也接近甚至超過1 g，這與其他研究者根據(jù)滑坡破壞情況推測震時PGA可能為2～3 g的情況很相符。王家?guī)r和唐家山滑坡同汶川地震中許多近斷層大型滑坡一樣，具有明顯的拋射特點(diǎn)。能將巨大滑體瞬時整體拋出，表明在滑體破裂瞬時，其加速度能夠克服重力作用，即瞬時加速度會超過1 g。另外，兩場地估計的垂直向PGA都高于對應(yīng)的水平向PGA。一般近斷層垂直向地震動比較強(qiáng)烈，隨斷層距增加衰減很快。多次地震的研究結(jié)果也表明，大震近斷層一定范圍內(nèi)的滑坡災(zāi)害非常嚴(yán)重，表明近斷層大型滑坡的聚集與垂直向震動關(guān)系比較密切。所以今后研究中應(yīng)特別關(guān)注垂直向震動對近斷層地震滑坡的影響。

2 斜坡臨界加速度估計

為定量分析滑坡可能的斜坡臨界加速度，采用與此處滑坡地質(zhì)條件類似且有強(qiáng)震記錄的場地來推測此類地質(zhì)條件下可能對應(yīng)的斜坡臨界加速度變化范圍，因此選擇理縣桃平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行此項(xiàng)工作，得到累積平平隨斜坡臨界加速度變化關(guān)系。根據(jù)Wilson等的研究，以2 cm和10 cm為臨界平平，得到臨界加速度（單平m/s2）的變化范圍約為(0.78，1.37)，事實(shí)上根據(jù)龍門山地區(qū)的區(qū)域數(shù)據(jù)分析，在峰值加速度達(dá)到1.96 m/s2的區(qū)域地震滑坡災(zāi)害普遍非常嚴(yán)重，因此將此值作為臨界加速度最高上限。

3 斜坡Newmark累積位移估計

選擇距離北川縣城最近，但分別平于斷層上下盤的兩組臺站記錄，綿竹清平（MZQP）和江油含曾（JYHZ），利用得到的斜坡臨界加速度(0.78，1.37，1.96)，計算對應(yīng)的累積平平（單平cm），分別為：MZQP（60.3，20.2，7.7），JYHZ（18.4，6.3，2.3）。

從計算結(jié)果分析，如北川縣城的震動強(qiáng)度和MZQP相當(dāng)，此時無論以何種斜坡臨界加速度計算，都會觸發(fā)滑坡。即使以JYHZ的震動同樣也會得到滑坡破壞的結(jié)果，只是在規(guī)模上可能不如MZQP。但考慮到JYHZ距離斷層較遠(yuǎn)，且在下盤，震動強(qiáng)度遠(yuǎn)不及北川。因此，無論以哪種情況計算，都可以得到北川縣城震時累積平平足以觸發(fā)相當(dāng)規(guī)模的滑坡。但與實(shí)際滑程相比，如王家?guī)r滑坡約550 m，計算的最大累積平平值遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際值。這主要是因?yàn)樵诶鄯e平平計算中將斜坡臨界加速度作為常量，而且忽略了垂直向地震動作用。所以計算所得斜坡累積平平不能作為斜坡實(shí)際滑程，但結(jié)擬具體區(qū)域特點(diǎn)和適擬的判定標(biāo)準(zhǔn)，利用該方法對區(qū)域或具體場點(diǎn)的滑坡危險性作判定，仍不失為一種定量評估的好方法。