地質災害鏈的誘發機制及減災

張瑞雪,唐益群1,,王建秀1,,楊 坪1,

(1.同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室,上海 200092;2.同濟大學地下建筑與工程系,上海 200092)

自然界是一個能動體,事物之間都具有普遍聯系的客觀規律,任何一種或幾種地質災害的發展,會引起一系列的次生災害和附加效應的產生,形成具有“蝴蝶效應”式的災害鏈,在此期間會有大量的能量、物質上的交換及循環,其發展是一個從簡單到復雜、主要到次要的過程?！昂笔沟玫刭|災害相互誘發的范圍不斷擴大,災害不斷增多,以及過程越來越復雜。

本文依據近年來國內外發生的一些列重大地質災害實例,包括印尼海嘯和汶川大地震,初步分析幾種地質災害相互誘發的可能性,分析這幾種地質災害內在關聯性。并以川、滇、黔一帶的易發生各類地質災害的代表性地形地貌為基礎,建立一定比例的三維物理耦合模型,模擬相對復雜的地質條件,以及高沖擊破壞能。結合數值分析的方法,進行兩方面的分析工作。

首先通過模型實演和有限元數值模擬的方法分別分析其中一種地質災害誘發其他相關地質災害的機理、過程、主次關系、先后關系,得出多個可能的災害鏈的層次關系;并計算他們之間的能量、物質守恒關系,分析得到交換能量數值的衰減關系和各次生災害所交換能量所占的比例關系。

其次模擬多個減災的過程,根據災害鏈的傳遞順序和能量地間順序,進行以下工作:包括根據所得的能量關系、先后發生順序,在主地質災害發生之后可能地切斷后續災害鏈的某一環節,阻隔能量的傳遞,災害的繼續發生。還包括可能地提前誘發某一災害的發生,在災害未聚集最大破壞能量之前先將其誘發,將小得多的能量釋放,顛倒順序,阻止相互誘發,最大限度的降低破環程度。

本文主要采用“逆向思維”的思考方式,放棄傳統的“預防為主、監測結合”的研究方法和治理方案,主要是考慮在地質災害發生之后、或者不得不誘發地質災害的情況下,如何阻止破壞能的擴散,并將破壞程度降低到最小限度。這方面的研究在國內外尚不曾有,本文就是要研究這種“逆向思維”的治理方法是否可行和有效,并為世界范圍內的地質災害的研究工作提供參考依據。