三峡库区大型堆积层滑坡时空差异变形与建筑物易损性模型研究

Vulnerability is the key item in landslide risk assessment. Currently, the way of unifying the risk of large scale lanslide as a single value restricts the progress of risk assessment. Quantifying physical vulnerability in terms of spatial-temporal deformation on landslide is of great importance to solve this problem. In this project, the special type of landslide in the Three Gorges (TG) area is taken as examples, which is with large volume (more than million cubic meters) and long term deformation period with multi- activity style. We will reveal the mechanism properties and intensity differences in time and space, considering landslide activity style (progressive or retrogressive), inducing factors and building characteristics. By displacement monitoring, numerical and physical modelling for landslide and buildings on it, we will try to analyze the synergistic effect between landslide deformation and building damages. After the determination of key parameters of building damage, physical vulnerability model will be built up and applied for revealing spatial temporal differences in building damages, induced by soil extension, shearing and squeezing actions on landslide. The research results can enrich the theory and method on large volume landslide risk assessment, and can be scientific references for guiding risk control of large accumulation landslides in the Three Gorges reservoir area.

易损性是滑坡风险研究中的关键环节，目前视滑坡为整体的风险评价方式制约了大型堆积层滑坡风险量化研究的进展，考虑滑坡变形的时空差异性开展建筑物易损性研究是重要的突破方向和切入点。项目以三峡库区运动模式多样的大型堆积层滑坡为研究对象，综合考虑滑坡的地貌形态、滑体结构、滑带空间起伏形态、滑坡运动模式和诱发因素等开展滑坡调查、监测与模拟工作，从地学本质揭示滑坡地表变形呈现时空差异性的规律；同步监测建筑物变形，研究滑坡作用下建筑物物理与数值模拟试验方法，解决滑坡变形-建筑物破坏的协同作用这一关键科学问题，研究滑坡地表拉张、剪切和挤压作用下建筑物易损性的关键参数并建立定量模型，揭示因滑坡时空差异变形导致的建筑物变形程度呈现时空变化的规律，创新滑坡灾害易损性量化模型，丰富大型滑坡的风险评价理论与方法，为三峡库区滑坡灾害风险评价与险情处置提供科学指导。

项目严格按照项目计划书执行，以三峡库区具有长期缓慢、季节性速度波动特征的堆积层滑坡为研究对象，所取得的成果丰富了大型滑坡的风险评价理论和方法，具体包括：（1）开展了三峡库区部分堆积层滑坡野外调查和监测工作，分析总结了三峡库区大型堆积层滑坡地表变形演化特征，发现大型库岸堆积层滑坡的变形速率和变形趋势与水库水位、降雨具有很强的相关性，并在其综合作用下，容易表现出明显的“阶跃式”特征和一定程度的滞后性。（2）开展了建筑物破坏状态野外调查工作，发现受损建筑物的破坏部位以门窗洞口开裂占比最大，为37.88%，其次是墙体和墙角裂缝，楼板和通缝的破坏占比最小。（3）构建了滑坡不同力学性质地表裂缝影响下砌体结构破坏的地质力学模型，通过总结砌体结构破坏特征揭示了滑坡导致建筑物破坏的地质力学机理。（4）自主研发了模拟滑坡上建构筑物变形破坏过程的物理模型试验装置，实施了砌体结构破坏物理模型试验，分析了滑坡不同地裂缝变形影响下砌体结构破坏效应，发现张拉模式下地表裂缝宽度与墙体最大裂缝宽度呈线性相关。（5）开展了建筑物破坏数值模拟试验，模拟结果与物理试验、野外观测结果基本一致；发现导致建筑物损伤程度由高到低的裂缝模式依次是张拉，剪切和挤压；在张拉裂缝与建筑物长轴夹角达到30°~ 45°时，结构抵抗能力最弱，最易受到破坏。（5）提出了一种用于量化砌体结构破坏程度的标准及其损性定量评价方法，构建了滑坡地表张拉和剪切裂缝影响下建筑物易损性曲线，拟合度分别高达0.996和0.944。该理论成果研究可用于受大型慢速滑坡影响的城镇风险量化，科学指导建筑物及其人员风险管控与建筑规划实践工作。