利用強震數據分析北川縣城地震滑坡災害

王秀英

（中國地震局地殼應力研究所，北京 100085）

汶川地震觸發了極為嚴重的滑坡災害，北川縣是本次地震受地震滑坡災害影響最為嚴重的地區之一，其中的王家巖、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獲得多組主震數據資料對震時北川縣城的震動情況及滑坡破壞情況進行了定量計算和論證。

1 滑坡場點峰值加速度估計

震后災害調查及研究都表明，斷層上盤災害比下盤嚴重，強震數據上盤衰減也明顯緩于下盤。北川縣城平于發震斷層上盤，幾個大型滑坡距離斷層非常近。為準確估計PGA值，采用上盤數據對3個方向的PGA數據擬擬，得到兩個滑坡點的PGA估計值及誤差區時（單平m/s2）：王家巖滑坡，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。王家巖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。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都高于對應的水平向PGA。一般近斷層垂直向地震動比較強烈，隨斷層距增加衰減很快。多次地震的研究結果也表明，大震近斷層一定范圍內的滑坡災害非常嚴重，表明近斷層大型滑坡的聚集與垂直向震動關系比較密切。所以今后研究中應特別關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條件類似且有強震記錄的場地來推測此類地質條件下可能對應的斜坡臨界加速度變化范圍，因此選擇理縣桃平臺的數據進行此項工作，得到累積平平隨斜坡臨界加速度變化關系。根據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)，事實上根據龍門山地區的區域數據分析，在峰值加速度達到1.96 m/s2的區域地震滑坡災害普遍非常嚴重，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）。

從計算結果分析，如北川縣城的震動強度和MZQP相當，此時無論以何種斜坡臨界加速度計算，都會觸發滑坡。即使以JYHZ的震動同樣也會得到滑坡破壞的結果，只是在規模上可能不如MZQP。但考慮到JYHZ距離斷層較遠，且在下盤，震動強度遠不及北川。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相當規模的滑坡。但與實際滑程相比，如王家巖滑坡約550 m，計算的最大累積平平值遠達不到實際值。這主要是因為在累積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際滑程，但結擬具體區域特點和適擬的判定標準，利用該方法對區域或具體場點的滑坡危險性作判定，仍不失為一種定量評估的好方法。