王秀英 王成亮 張聰聰

1）中國(guó)北京100085中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所地殼動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

2）中國(guó)河北邯鄲056008邯鄲市地震局

引言

地震是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、次生災(zāi)害嚴(yán)重的自然災(zāi)害.由地震直接導(dǎo)致的房屋、建筑物倒塌，往往造成大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；地震還會(huì)引發(fā)各種次生災(zāi)害，如火災(zāi)、有毒有害氣體泄漏擴(kuò)散、地震滑坡等（趙振東等，2010），這些次生災(zāi)害的嚴(yán)重程度有時(shí)甚至大大超過地震直接災(zāi)害造成的損害.最為典型的是2008年5月12日汶川MS8.0地震，觸發(fā)了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的滑坡，由滑坡造成的災(zāi)害損失超過總損失的1／3，僅地震滑坡造成的人員死亡就超過2萬(wàn)人（王秀英，2009）.

我國(guó)屬于多地震國(guó)家，尤其是西南部各省地處山區(qū)，地形地貌變化劇烈，出露地層多為易風(fēng)化的灰?guī)r、板巖等，坡體組成物質(zhì)松散，震后極易引發(fā)崩塌、滑坡等次生地質(zhì)災(zāi)害，震害極為嚴(yán)重.汶川地震及之前多次地震的慘痛教訓(xùn)提醒我們，在當(dāng)前地震預(yù)報(bào)尚未過關(guān)的情況下，震后對(duì)災(zāi)區(qū)及時(shí)展開救援工作十分重要.地震發(fā)生后，做好災(zāi)情的預(yù)測(cè)和評(píng)估工作，在盡量短的時(shí)間內(nèi)以最快的速度響應(yīng)，給出比較準(zhǔn)確的災(zāi)情預(yù)測(cè)，為應(yīng)急救援工作提供準(zhǔn)確的決策信息，則可以大大提高災(zāi)害救助的針對(duì)性和時(shí)效性，減少人員傷亡（聶高眾等，2011）.但以前的災(zāi)情評(píng)估研究工作主要側(cè)重于建筑物倒塌、人員傷亡，次生災(zāi)害方面主要是火災(zāi)蔓延和有毒有害氣體擴(kuò)散，有關(guān)山地災(zāi)害的評(píng)估研究并不多.汶川地震后，人們認(rèn)識(shí)到對(duì)發(fā)生在山區(qū)的地震，除常規(guī)評(píng)估手段外，地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估、地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人員傷亡、交通、通訊和生命線工程等的影響不容忽視.

關(guān)于地震地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)和評(píng)估工作，傳統(tǒng)研究一直利用地震烈度作為預(yù)測(cè)評(píng)估的評(píng)估因子（丁彥慧等，2000；程強(qiáng)，2011；劉毅等，2011），但由于該參數(shù)作為評(píng)估因子存在人為影響、循環(huán)引用、時(shí)間滯后等一系列問題（王秀英等，2011），并不適合在實(shí)際中使用.近些年國(guó)外已展開利用地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行地震滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)研究（Jibson et al，2000；Khazai，Sitar，2004；Rathje，Saygili，2008），發(fā)現(xiàn)它們之間具有很好的相關(guān)性，為利用地震動(dòng)參數(shù)評(píng)估地震滑坡等地質(zhì)災(zāi)害提供了很好的研究方向.國(guó)內(nèi)隨著強(qiáng)震觀測(cè)的普及（Li et al，2008）以及各地烈度速報(bào)預(yù)警等工作的展開，獲取的地震動(dòng)數(shù)據(jù)越來越多，且在獲取數(shù)據(jù)的時(shí)效性方面也大大提高，為災(zāi)害評(píng)估提供了便利的條件.地震動(dòng)參數(shù)成為災(zāi)害評(píng)估的首選參數(shù).

由于地震動(dòng)參數(shù)種類較多，各參數(shù)與地表震害的相關(guān)性差異較大，因而選取與震害相關(guān)性最好的參數(shù)可以提高評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性.由于地震震害類型較多，全面資料分析不易實(shí)現(xiàn)，且有些震害類型的嚴(yán)重程度不適于定量化分析，因此，本文以汶川地震觸發(fā)滑坡震害為例，利用本次地震中獲取的強(qiáng)震數(shù)據(jù)，分析各種地震動(dòng)參數(shù)與地震滑坡災(zāi)害的相關(guān)性，以期得到不同地震動(dòng)參數(shù)與震害相關(guān)性的優(yōu)劣排序.本文結(jié)果對(duì)于災(zāi)害研究中評(píng)估因子的選取有一定的參考意義.

1 地震動(dòng)參數(shù)簡(jiǎn)介

地震動(dòng)參數(shù)是表征地震引起的地面運(yùn)動(dòng)的物理量，地震工程學(xué)中通常以幅值、頻率和持時(shí)3個(gè)特性來表達(dá)地震動(dòng)特征，不同地震動(dòng)參數(shù)即是地震動(dòng)在不同特性方面的反映.經(jīng)常見到和使用的峰值加速度、峰值速度、峰值位移等是反映振幅特性的地震動(dòng)參數(shù)，反應(yīng)譜、傅里葉頻譜等是反映地震動(dòng)頻率特性的參數(shù)，括號(hào)持時(shí)、能量持時(shí)是反映地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間特性的參數(shù).有關(guān)這些參數(shù)的詳細(xì)定義可以參考胡聿賢（2006）文章，這里不再贅述.

地震工程學(xué)研究認(rèn)為，地表結(jié)構(gòu)的破壞與地震動(dòng)的幅度、頻率和持時(shí)都有關(guān)系，震動(dòng)幅值越大、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)、優(yōu)勢(shì)頻率越接近結(jié)構(gòu)的自振周期，則產(chǎn)生的破壞越嚴(yán)重.由于常規(guī)的地震動(dòng)參數(shù)僅反映地震動(dòng)某一方面特性，因而其代表整體地震動(dòng)強(qiáng)度的能力就有差異.在選擇這些參數(shù)作為災(zāi)害評(píng)估因子時(shí)，應(yīng)盡量選擇與地表破壞相關(guān)性最好的參數(shù).

發(fā)生地震滑坡的坡體與地表建筑物類似，汶川地震的現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害調(diào)查表明，建筑物破壞嚴(yán)重的區(qū)域，地震滑坡也比較嚴(yán)重.因此，可以利用地震滑坡的災(zāi)害程度研究并評(píng)價(jià)不同地震動(dòng)參數(shù)與地表破壞的相關(guān)性，評(píng)價(jià)每個(gè)地震動(dòng)參數(shù)表征地震動(dòng)強(qiáng)度的能力，為其它類似的應(yīng)用提供參數(shù)選擇.

本文選取的地震動(dòng)參數(shù)包括：峰值加速度、峰值速度、峰值位移3個(gè)幅值特性參數(shù)；括號(hào)持時(shí)、5%—95%能量持時(shí)兩個(gè)持時(shí)特性參數(shù)；另外還選擇了一個(gè)包含振幅和持時(shí)特性的Arias強(qiáng)度參數(shù)，該參數(shù)定義為整個(gè)震動(dòng)持續(xù)期間振幅平方的累積之和（胡聿賢，2006）；頻率參數(shù)本文采用單位時(shí)間內(nèi)過零點(diǎn)振動(dòng)頻次，該參數(shù)提取方法為震動(dòng)持時(shí)內(nèi)對(duì)幅值發(fā)生符號(hào)改變的振動(dòng)次數(shù)累積，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)平均頻次.這樣共選擇7個(gè)地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行本文的分析.這里需要特別指出，本文沒有使用常規(guī)的頻率特性參數(shù)主要基于如下考慮：對(duì)一條強(qiáng)震記錄作頻譜分析會(huì)得到一系列頻率值，這樣，一個(gè)點(diǎn)會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)數(shù)值，故無(wú)法進(jìn)行計(jì)算；如果選擇其中某個(gè)頻率作為優(yōu)勢(shì)頻率，只有對(duì)于具體結(jié)構(gòu)的研究才有意義，對(duì)于不特定對(duì)象的通用研究則無(wú)法確定究竟選擇哪個(gè)頻率作為參數(shù)，所以本文沒有考慮常用頻率特性參數(shù)，而是采用一個(gè)可以直接由記錄數(shù)據(jù)提取、具有唯一性且具有頻率特性的參數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)過零點(diǎn)震動(dòng)頻次.

2 相關(guān)性分析

所謂地震滑坡與地震動(dòng)參數(shù)的相關(guān)性分析，即分析哪種地震動(dòng)參數(shù)與地震滑坡的關(guān)系更為密切，可以更好地表征地震滑坡的災(zāi)害程度.一般而言，地表震動(dòng)越強(qiáng)烈，地表建筑物或構(gòu)筑物破壞越嚴(yán)重，所以表征地震動(dòng)強(qiáng)度的參數(shù)與地表破壞之間存在關(guān)聯(lián)，通過分析其間的關(guān)聯(lián)程度，可以確定哪種地震動(dòng)參數(shù)用來表征地表破壞，或者說作為地表破壞的評(píng)估因子更為適合.

這里需要特別指出，除地震動(dòng)因素外，地震滑坡與地形地貌、地表巖性等因素密切相關(guān)，但當(dāng)以較大區(qū)域范圍作為研究對(duì)象時(shí)，只能忽略細(xì)節(jié)，而以區(qū)域平均條件作為參考.本文所用滑坡及強(qiáng)震數(shù)據(jù)來自龍門山地區(qū)，屬于滑坡多發(fā)區(qū)，具備滑坡發(fā)生的地形、巖性等條件，所以這里不再專門論述這些因素.因此，本文所得結(jié)論也僅適用于與龍門山地區(qū)具有類似地質(zhì)條件的區(qū)域.

2.1 研究方法

進(jìn)行地震滑坡與地震動(dòng)參數(shù)的相關(guān)性分析，最好是基于量化的數(shù)據(jù)進(jìn)行，這樣便于利用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行比較客觀的分析評(píng)判.基于強(qiáng)震記錄時(shí)程得到的各種地震動(dòng)參數(shù)都是定量化的數(shù)據(jù)，那么如何定量表征地震滑坡災(zāi)害的嚴(yán)重程度呢？一般而言，從滑坡的數(shù)量、規(guī)模以及所導(dǎo)致的災(zāi)害損失等方面可以反映地震滑坡的災(zāi)害程度.地震滑坡數(shù)量越多、滑坡的規(guī)模越大、導(dǎo)致的災(zāi)害損失越嚴(yán)重都說明滑坡災(zāi)害越嚴(yán)重.但由于地震滑坡導(dǎo)致的災(zāi)害損失屬于災(zāi)害的社會(huì)屬性范疇，容易受人的主觀判斷影響.例如，造成災(zāi)害損失越大的滑坡往往認(rèn)為就是災(zāi)害越嚴(yán)重的滑坡，而遠(yuǎn)離人群集中區(qū)的滑坡往往不會(huì)造成大的災(zāi)害損失，人們往往感覺滑坡災(zāi)害不嚴(yán)重.鑒于此，本文主要利用滑坡的數(shù)量和規(guī)模來確定地震滑坡災(zāi)害的嚴(yán)重程度，并以此來分析其與地震動(dòng)參數(shù)的相關(guān)性.

強(qiáng)震數(shù)據(jù)是由部署于某一特定場(chǎng)地條件的儀器記錄而得，因此所得數(shù)據(jù)只能反映觀測(cè)點(diǎn)及其附近地區(qū)的地震動(dòng)強(qiáng)度情況，并不能反映更大區(qū)域范圍的地震動(dòng)強(qiáng)度情況.因此，在獲取地震滑坡數(shù)據(jù)時(shí)，也要利用地震動(dòng)數(shù)據(jù)附近的滑坡數(shù)據(jù)，才能比較準(zhǔn)確地反映它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.為此，本文選擇觀測(cè)點(diǎn)附近一定范圍的地震滑坡數(shù)量，輔之以同樣范圍內(nèi)大型滑坡數(shù)量，作為表征地震滑坡災(zāi)害程度的定量數(shù)據(jù).具體操作方法為：將臺(tái)站附近的滑坡數(shù)量和大型滑坡數(shù)量分別取權(quán)重，兩類數(shù)據(jù)按權(quán)重計(jì)算相加后的數(shù)據(jù)作為臺(tái)站附近的滑坡災(zāi)害程度的定量表達(dá).為了使計(jì)算比較客觀，臺(tái)站附近距離可根據(jù)實(shí)際需要分別選取不同距離，以消除某些因素的影響.例如，局部地形地貌因素可能不具備滑坡發(fā)生的基本地質(zhì)條件，局部范圍內(nèi)滑坡數(shù)量雖眾多但滑坡規(guī)模很小等.

2.2 資料選取

汶川地震觸發(fā)了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的地震滑坡，覆蓋面積超過20萬(wàn)km2（劉傳正，2008），其中以龍門山地區(qū)最為集中，災(zāi)害最為嚴(yán)重.同時(shí)，這一地區(qū)震前部署了大量強(qiáng)震儀，獲得了汶川主震大量強(qiáng)震記錄資料（Li et al，2008），為相關(guān)研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ).選取這一區(qū)域38個(gè)強(qiáng)震觀測(cè)點(diǎn)及近3 000個(gè)滑坡點(diǎn)資料①滑坡數(shù)據(jù)取自國(guó)土資源部汶川地震現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)，由國(guó)土資源部地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院劉傳正研究員提供.進(jìn)行本次研究.這些強(qiáng)震臺(tái)站和滑坡點(diǎn)的分布以及與汶川地震和發(fā)震斷裂的關(guān)系如圖1所示.

從38個(gè)臺(tái)站的三分向記錄提取了38組上述7個(gè)地震動(dòng)參數(shù)，即峰值加速度、峰值速度、峰值位移、Arias強(qiáng)度、5%—95%能量持時(shí)、0.1g（1g＝9.8m／s2）括號(hào)持時(shí)和0.1g括號(hào)持時(shí)內(nèi)過零點(diǎn)震動(dòng)頻次.這里選擇0.1g作為閾值，主要考慮該值為龍門山地區(qū)觸發(fā)滑坡的平均峰值加速度下限（王秀英等，2010）.

利用近3 000處滑坡資料，其中包含100多處大型滑坡資料，分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)強(qiáng)震臺(tái)站附近一定范圍內(nèi)的滑坡數(shù)量和大型滑坡數(shù)量.觀測(cè)臺(tái)站附近距離分別取值為10，20，30，40和50km.這樣選取距離參數(shù)主要基于如下考慮：

1）本文研究目的為對(duì)災(zāi)害評(píng)估選取合適的參數(shù)，研究對(duì)象更傾向于較大的區(qū)域，而非具體場(chǎng)地，范圍過小時(shí)所得結(jié)果對(duì)區(qū)域?yàn)?zāi)害評(píng)估無(wú)意義；

2）兩兩數(shù)值間距離差雖然僅為10km，但面積上具備區(qū)域的特性，且不同距離所對(duì)應(yīng)的面積具有較明顯差異；

圖1 滑坡點(diǎn)與強(qiáng)震臺(tái)站分布圖Fig.1 Distribution of landslides induced by Wenchuan earthquake and strong motion stations

3）由于臺(tái)站選址等原因，臺(tái)站附近往往不具備滑坡發(fā)生的地形地貌條件，若距離范圍很小會(huì)碰到很多無(wú)滑坡數(shù)據(jù)的情況，距離范圍稍大則可以消除該因素造成的滑坡數(shù)據(jù)為零的情況；

4）距離范圍太大則失去滑坡統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的意義，對(duì)災(zāi)害評(píng)估失去指導(dǎo)意義.

通過對(duì)數(shù)據(jù)的選取比較，我們認(rèn)為20—40km是比較合適的距離范圍取值，而10km和50km更多可作為參考數(shù)據(jù).滑坡災(zāi)害程度以臺(tái)站附近滑坡數(shù)量及大型滑坡數(shù)量?。?.6，0.4）權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，得到最終用于表達(dá)相關(guān)性分析的滑坡災(zāi)害程度的定量數(shù)據(jù).由于數(shù)據(jù)量較大，這里不再給出.

2.3 實(shí)例及分析

利用2.2節(jié)中獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)地震動(dòng)參數(shù)分別計(jì)算其與不同距離地震滑坡災(zāi)害的相關(guān)系數(shù)以反映它們之間的相關(guān)性，得到了38組數(shù)據(jù)相關(guān)性的計(jì)算結(jié)果，如表1所示.對(duì)表1中的相關(guān)性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析研究，得到具體結(jié)果如下：

1）幅值特性參數(shù).縱向比較峰值加速度、峰值速度和峰值位移3個(gè)幅值參數(shù)，與同樣距離范圍內(nèi)的滑坡災(zāi)害作計(jì)算時(shí)得到不同的相關(guān)性系數(shù)，其中峰值加速度的相關(guān)性最高，其次是峰值速度，最后是峰值位移.由于峰值速度和峰值位移需要經(jīng)過計(jì)算轉(zhuǎn)換，尤其是像汶川地震這樣的大震，造成地表破裂位移，由加速度記錄計(jì)算提取速度和位移數(shù)據(jù)要經(jīng)過比較復(fù)雜的校正轉(zhuǎn)換，最終的產(chǎn)出結(jié)果有許多的人為影響因素.因此，從簡(jiǎn)單實(shí)用性方面考慮，峰值加速度更適合作為災(zāi)害分析時(shí)的評(píng)估參數(shù).單獨(dú)考慮峰值加速度對(duì)不同距離范圍內(nèi)的滑坡災(zāi)害的相關(guān)性分析結(jié)果表明，隨著距離范圍的增大，相關(guān)系數(shù)明顯增加，由10km范圍內(nèi)的0.412 5提高到50km范圍內(nèi)的0.599 8.這說明峰值加速度在表征大范圍的震動(dòng)特征時(shí)要優(yōu)于局部場(chǎng)地.地震工程學(xué)研究表明：峰值加速度易受隨機(jī)因素影響，而且有近斷層飽和的問題（胡聿賢，2006），作為局部場(chǎng)地的災(zāi)害評(píng)估因子必然會(huì)受到這些問題的制約；而峰值加速度作為較大范圍的災(zāi)害指標(biāo)時(shí)，由于沒有特定的比較目標(biāo)，則可以忽略這些制約問題.因此，在作災(zāi)害評(píng)估時(shí)，如果是針對(duì)大區(qū)域的平均災(zāi)害評(píng)估則選擇峰值加速度參數(shù)比較適合.

表1 不同地震動(dòng)參數(shù)與地震滑坡災(zāi)害相關(guān)性結(jié)果Table 1 Correlation coefficients between different ground motion parameters and earthquake-induced landslide hazards

2）綜合幅值和持時(shí)特性參數(shù).Arias強(qiáng)度參數(shù)由其定義來看是一個(gè)綜合了所有震動(dòng)幅值平方的參數(shù)，既包含了幅值信息，又包含了持時(shí)信息，可以表征震動(dòng)釋放的總能量.該參數(shù)與上面具體結(jié)果1）中相關(guān)性較好的峰值加速度參數(shù)相比而言，在距離范圍較小時(shí)，其相關(guān)性優(yōu)于峰值加速度，而在距離范圍較大時(shí)，則略遜于峰值加速度.就不同距離范圍所得結(jié)果綜合而言，該參數(shù)與地震滑坡災(zāi)害的相關(guān)性最高.另外，該參數(shù)隨著滑坡覆蓋范圍的增加，其相關(guān)性雖有所提高，但提高的并不多，尤其在范圍較大時(shí)，其與滑坡災(zāi)害的相關(guān)程度反而不如峰值加速度.這說明該參數(shù)與較小范圍的災(zāi)害關(guān)聯(lián)更為密切，更適合作為較小區(qū)域范圍內(nèi)的災(zāi)害評(píng)估參數(shù).

3）持時(shí)特性參數(shù).持時(shí)是地震工程學(xué)研究中特別提出的一個(gè)影響地表破壞的震動(dòng)特性，但由表1的能量持時(shí)和括號(hào)持時(shí)來看，括號(hào)持時(shí)幾乎與地震滑坡災(zāi)害不存在相關(guān)性，而能量持時(shí)則表現(xiàn)出一定的相關(guān)性，即在很小距離范圍時(shí)，其相關(guān)系數(shù)很小，距離稍大后相關(guān)性有所提高，但維持在一定水平，并沒有顯示隨距離范圍增加而相關(guān)性提高的規(guī)律.另外，能量持時(shí)雖然與滑坡災(zāi)害相關(guān)，但表現(xiàn)的是負(fù)相關(guān)性，與常規(guī)理解的“震動(dòng)持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，破壞越嚴(yán)重”的觀念是完全相反的.其原因是由該參數(shù)的定義所決定的.根據(jù)該參數(shù)的定義，在震動(dòng)持續(xù)時(shí)間內(nèi)，達(dá)到總釋放能量一定比例的期間作為震動(dòng)持時(shí).當(dāng)震動(dòng)總體水平較強(qiáng)時(shí)，可以很快達(dá)到該比例，持續(xù)時(shí)間較短；如果震動(dòng)水平較弱，則需持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間.因此，由目前的持時(shí)參數(shù)來看，還不太符合常規(guī)的應(yīng)用習(xí)慣，需要更多的方法來拓展該參數(shù)的定義，為實(shí)際工作需要提供更多更好的持時(shí)選擇.另外，能量持時(shí)在相對(duì)較小距離范圍內(nèi)與地震滑坡災(zāi)害程度的相關(guān)性也表明，該參數(shù)適合較小范圍的災(zāi)害分析.因此在進(jìn)行具體場(chǎng)地的震害分析時(shí)可以輔助參考之，以得到更深入的認(rèn)識(shí).

4）頻率特性參數(shù).震動(dòng)持時(shí)內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)過零點(diǎn)頻次，表征震動(dòng)通過零線往復(fù)的頻次.震動(dòng)過零點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可能比單側(cè)運(yùn)動(dòng)對(duì)地表的建筑物或構(gòu)筑物造成的破壞更嚴(yán)重，這一點(diǎn)從該參數(shù)與地震滑坡災(zāi)害的相關(guān)性數(shù)據(jù)可以得到反映.從表1中數(shù)據(jù)可以看到，該參數(shù)在小范圍內(nèi)與地震滑坡災(zāi)害的相關(guān)性比能量持時(shí)的相關(guān)性更好，也優(yōu)于該參數(shù)在距離范圍更大時(shí)得到的相關(guān)性.該參數(shù)并不像其它參數(shù)那樣“隨數(shù)據(jù)范圍的增加，相關(guān)性提高”，而是大致保持相似的相關(guān)性.本文之所以提取該參數(shù)，意在指出該參數(shù)的重要性，提醒研究者要特別注意：實(shí)驗(yàn)中的震動(dòng)波形與實(shí)際的地震動(dòng)波形有較大差異，這些微觀的震動(dòng)特征或許是導(dǎo)致宏觀破壞結(jié)果的直接反映，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析時(shí)必須要特別注意加以區(qū)分并解釋其機(jī)理.該參數(shù)在具體場(chǎng)地范圍所反映出的與地震滑坡災(zāi)害較好的相關(guān)性表明，其在作局部滑坡震害分析時(shí)可以提供很好的輔助參考信息.

5）垂向作用分析.綜觀表1中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)垂向震動(dòng)的地震動(dòng)參數(shù)與地震滑坡災(zāi)害的相關(guān)性均比較好.一般的災(zāi)害分析中對(duì)垂向運(yùn)動(dòng)考慮較少，尤其是在地震滑坡的研究中，往往僅考慮水平運(yùn)動(dòng)的作用.表1中除括號(hào)持時(shí)參數(shù)外，其余幾個(gè)參數(shù)的垂向參數(shù)都反映出與地震滑坡災(zāi)害具有較好的相關(guān)性，尤其是能量持時(shí)和0.1g括號(hào)持時(shí)內(nèi)過零點(diǎn)頻次兩個(gè)參數(shù)的垂向參數(shù)與地震滑坡的相關(guān)性幾乎都優(yōu)于其所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)水平參數(shù).這些結(jié)果都說明垂向運(yùn)動(dòng)在地表破壞中扮演了重要角色.從微觀層面分析，垂向運(yùn)動(dòng)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)越劇烈、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，則滑坡體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞得越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致滑坡的發(fā)生.有關(guān)垂向地震動(dòng)的分析還需作更多的計(jì)算分析工作，這里的分析方法僅從一個(gè)側(cè)面反映了垂向運(yùn)動(dòng)在地震滑坡中的作用不可忽視.

6）綜合分析.利用相關(guān)系數(shù)的顯著性水平方法檢驗(yàn)，3個(gè)地震動(dòng)參數(shù)（峰值加速度、峰值速度和Arias強(qiáng)度）與地震滑坡災(zāi)害的相關(guān)性系數(shù)可以通過0.05置信度和0.01置信度檢驗(yàn)，說明它們之間具有較高的相關(guān)性.按其相關(guān)性優(yōu)劣排序依次為Arias強(qiáng)度、峰值加速度和峰值速度.峰值位移參數(shù)與地震滑坡災(zāi)害的相關(guān)性在近場(chǎng)范圍不能通過顯著性水平檢驗(yàn)，范圍較大時(shí)則可以通過檢驗(yàn).與此相反，單位時(shí)間內(nèi)過零點(diǎn)頻次參數(shù)只在近場(chǎng)數(shù)據(jù)可以通過顯著性檢驗(yàn)，范圍更大時(shí)則不能通過檢驗(yàn).

另外還有一個(gè)比較明顯的現(xiàn)象，即幾個(gè)地震動(dòng)參數(shù)普遍都表現(xiàn)出南北向參數(shù)與地震滑坡災(zāi)害相關(guān)性更高的特點(diǎn)，尤其是幾個(gè)振幅特性參數(shù)，該特點(diǎn)更為明顯.這可能與汶川地震地表出露斷層的破裂傳播方向有關(guān).圖1中地表破裂為南西—北東向，而更接近南北向，該方向存在破裂傳播效應(yīng).相關(guān)性結(jié)果與地表破裂方向的契合，從一個(gè)側(cè)面說明本文計(jì)算結(jié)果的可信度.

通過上述分析，可以看到不同的地震動(dòng)參數(shù)具有不同的特性，將其用于地震滑坡災(zāi)害評(píng)估時(shí)需要結(jié)合具體的評(píng)估場(chǎng)地范圍、參數(shù)可以獲取的時(shí)效性以及參數(shù)提取的復(fù)雜程度進(jìn)行綜合考慮.根據(jù)本文分析結(jié)果，我們認(rèn)為Arias強(qiáng)度參數(shù)和峰值加速度參數(shù)是比較合適的候選參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)都是由加速度記錄數(shù)據(jù)直接得到，無(wú)須經(jīng)過復(fù)雜的校正轉(zhuǎn)換等工作，獲取比較簡(jiǎn)單方便，在考慮時(shí)效性時(shí)這兩個(gè)參數(shù)是優(yōu)先選取的對(duì)象.而在具體應(yīng)用時(shí)，區(qū)域的地震滑坡災(zāi)害評(píng)估可以選擇峰值加速度參數(shù)，而較小區(qū)域的地震滑坡災(zāi)害評(píng)估則可以選擇Arias強(qiáng)度參數(shù).

3 討論與結(jié)論

本文通過將地震滑坡災(zāi)害定量化的方法，實(shí)現(xiàn)了地震動(dòng)參數(shù)與地表滑坡災(zāi)害的相關(guān)性計(jì)算，通過相關(guān)性數(shù)據(jù)分析，得到如下結(jié)論：

1）各參數(shù)與地表破壞的相關(guān)性有較大差異，說明各種參數(shù)代表地震動(dòng)水平的能力不同.經(jīng)過比較分析，與地表破壞相關(guān)性最好的3個(gè)參數(shù)分別是Arias強(qiáng)度、峰值加速度和峰值速度.從參數(shù)獲取的難易和時(shí)效性等因素考慮，Arias強(qiáng)度和峰值加速度是比較好的選擇.Arias強(qiáng)度適合作為較小范圍災(zāi)害評(píng)估的參數(shù)，而峰值加速度則適合作為較大范圍或區(qū)域范圍災(zāi)害評(píng)估的參數(shù).

2）常規(guī)所認(rèn)為的地震動(dòng)持時(shí)與地震滑坡的關(guān)系有待展開更多研究，以拓展持時(shí)的定義方法.過零點(diǎn)頻次在局部場(chǎng)地與地震滑坡災(zāi)害表現(xiàn)出的相關(guān)性，說明地震動(dòng)的震動(dòng)方式對(duì)地表破壞的影響很大.因此，在利用人工合成地震動(dòng)或僅以簡(jiǎn)單規(guī)則波形作室內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須充分考慮規(guī)則波形與天然地震波形過零點(diǎn)頻次的差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在較大影響的問題.

3）多個(gè)參數(shù)的垂向參數(shù)都表現(xiàn)出與地震滑坡災(zāi)害具有較好的相關(guān)性，這表明垂向運(yùn)動(dòng)對(duì)地表破壞也發(fā)揮了重要作用，需要進(jìn)行更深入的機(jī)制研究.

需要指出的是，某種特定震害類型的發(fā)生必須具備一定的前提條件，如本文中所闡述的地震滑坡，必須在具備可能發(fā)生滑坡的地形地貌、地質(zhì)條件下才會(huì)發(fā)生.因此，本文的某些結(jié)果在應(yīng)用時(shí)需要在具有類似地質(zhì)條件下才具有參考意義.

地震持時(shí)是地震工程研究中一個(gè)特別重要的關(guān)注點(diǎn)，但現(xiàn)有持時(shí)定義都存在局限性，與地表滑坡震害的相關(guān)性表現(xiàn)得并不是很好，尤其是能量持時(shí)，當(dāng)?shù)卣饎?dòng)水平較小時(shí)，反而會(huì)出現(xiàn)持時(shí)很長(zhǎng)的現(xiàn)象.因此，對(duì)地震動(dòng)持時(shí)的定義和應(yīng)用還需要更多關(guān)注和研究.

地表震害類型多種多樣，很難用定量的方式去衡量.常用的震害分級(jí)只是一種序數(shù)方式的表示，而非真正定量化的數(shù)據(jù).本文對(duì)地震滑坡震害通過數(shù)量和規(guī)模的綜合考慮，實(shí)現(xiàn)震害結(jié)果的定量化表達(dá)，為利用地震動(dòng)數(shù)據(jù)定量分析地震災(zāi)害提供了一種研究思路.

本文結(jié)果表明，地震動(dòng)參數(shù)是進(jìn)行震后各類災(zāi)害評(píng)估比較合適的評(píng)估因子，但由于地震動(dòng)的特性，不同的地震動(dòng)參數(shù)往往僅能反映地震動(dòng)的某個(gè)特點(diǎn)，在具體應(yīng)用時(shí)各具優(yōu)缺點(diǎn).對(duì)它們與震害的相關(guān)性進(jìn)行排序，分析各自適用的場(chǎng)合，對(duì)于震害評(píng)估或評(píng)估參數(shù)的選取具有指導(dǎo)作用.

計(jì)算結(jié)果中，垂向地震動(dòng)與地表滑坡震害的相關(guān)性尤其值得關(guān)注.我們?cè)谥暗卣鸹路植寂c峰值加速度關(guān)系的研究中，就發(fā)現(xiàn)了近斷層大型滑坡的分布與垂向峰值加速度的衰減具有大體一致的衰減規(guī)律（Wang et al，2012），表明垂向運(yùn)動(dòng)對(duì)地震滑坡的破壞作用不容忽視.本文的計(jì)算結(jié)果再次表明垂向運(yùn)動(dòng)在地震滑坡，尤其是近斷層大型滑坡的破壞過程中的作用不像之前相關(guān)研究中所述可以忽略不計(jì)，而應(yīng)進(jìn)行更深入的研究.

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