地质灾害链的诱发机制及减灾

张瑞雪,唐益群1,,王建秀1,,杨 坪1,

(1.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;2.同济大学地下建筑与工程系,上海 200092)

自然界是一个能动体,事物之间都具有普遍联系的客观规律,任何一种或几种地质灾害的发展,会引起一系列的次生灾害和附加效应的产生,形成具有“蝴蝶效应”式的灾害链,在此期间会有大量的能量、物质上的交换及循环,其发展是一个从简单到复杂、主要到次要的过程。“蝴蝶效应”使得地质灾害相互诱发的范围不断扩大,灾害不断增多,以及过程越来越复杂。

本文依据近年来国内外发生的一些列重大地质灾害实例,包括印尼海啸和汶川大地震,初步分析几种地质灾害相互诱发的可能性,分析这几种地质灾害内在关联性。并以川、滇、黔一带的易发生各类地质灾害的代表性地形地貌为基础,建立一定比例的三维物理耦合模型,模拟相对复杂的地质条件,以及高冲击破坏能。结合数值分析的方法,进行两方面的分析工作。

首先通过模型实演和有限元数值模拟的方法分别分析其中一种地质灾害诱发其他相关地质灾害的机理、过程、主次关系、先后关系,得出多个可能的灾害链的层次关系;并计算他们之间的能量、物质守恒关系,分析得到交换能量数值的衰减关系和各次生灾害所交换能量所占的比例关系。

其次模拟多个减灾的过程,根据灾害链的传递顺序和能量地间顺序,进行以下工作:包括根据所得的能量关系、先后发生顺序,在主地质灾害发生之后可能地切断后续灾害链的某一环节,阻隔能量的传递,灾害的继续发生。还包括可能地提前诱发某一灾害的发生,在灾害未聚集最大破坏能量之前先将其诱发,将小得多的能量释放,颠倒顺序,阻止相互诱发,最大限度的降低破环程度。

本文主要采用“逆向思维”的思考方式,放弃传统的“预防为主、监测结合”的研究方法和治理方案,主要是考虑在地质灾害发生之后、或者不得不诱发地质灾害的情况下,如何阻止破坏能的扩散,并将破坏程度降低到最小限度。这方面的研究在国内外尚不曾有,本文就是要研究这种“逆向思维”的治理方法是否可行和有效,并为世界范围内的地质灾害的研究工作提供参考依据。