按照地质力学所“一个基础，两个应用”的总体布局，地质灾害调查研究是我所近年来的主要应用领域之一。地质灾害研究室立足于地质力学研究所的传统优势领域，紧紧围绕地质找矿战略，国家生态文明建设等方向，在新构造与地质灾害、地壳稳定性及重大工程地质问题等相关领域中不断推动地质科研和地质事业的发展，为我国地质灾害防治及国家重大工程规划做出了积极的贡献。

地质灾害研究室主要研究方向包括：地质灾害调查评价、活动构造与地质灾害效应调查、地应力测量与监测、重大工程安全评估、区域地壳稳定性评价等五个方向。截止目前，获得过国家科学技术进步二等奖奖1项，国土资源部科学技术一等奖1项，中国岩石力学与工程学会科学技术二等奖1项，国土资源部科学技术二等奖2项，取得国家专利1项。

一、地质灾害风险评估理论与技术成果

以国家“十一五”科技支撑课题“地质灾害风险评估技术研究”为主体，集成国家973计划项目专题“汶川地震重大次生山地灾害风险管理系统研究”、“陕西宝鸡地区地质灾害调查及综合研究”以及中国地质科学院地质力学研究所基本科研业务费项目“渭河中游大型黄土滑坡的历史强震诱发机制研究”的相关成果，以陕西省宝鸡市为研究基地和示范区，参考国际上最新滑坡风险评估技术指南，重点进行地质灾害风险预测评估理论、技术方法和操作流程研究，攻克系列关键技术难题，在地质灾害风险预测评估理论、技术方法、滑坡强度评估、地震滑坡快速评估等关键技术问题突破方面取得了重要进展；在科学出版社出版《滑坡风险评估理论与技术》专著1部（图1），编辑出版论文专辑2部，公开发表相关核心期刊论文50多篇（SCI论文3篇），培养相关博士6名、博士后1名，获得国家科技成果进步奖二等奖1项（图2），在宝鸡市初步建立地质灾害风险评估管理野外科研示范基地。本项研究主要取得了以下5方面的科技创新成果：

1、建立地质灾害风险评估理论基础与技术方法

建立地质灾害风险评估管理的理念、理论和技术方法体系，初步完善“成因论”、“统计论”和“信息论”为基础的地质灾害风险预测评价理论。攻克一些关键技术难题，从定性到定量提炼一些易于推广应用的技术方法：主要包括6种定性方法、以及5种定量~半定量评价方法，为我国地质灾害领域深化对滑坡风险评估与管理的理解及推广应用奠定理论和技术基础。

图1                             图2

2、初步完成中国大陆第一部突发地质灾害风险评估技术指南

建立地质灾害风险评估与管理结构框架及技术流程，阐明从资料收集与调查编录→建立数据库→易发性评估→危险性评估→风险评估区划与制图环节的技术方法，出版地质灾害风险评估技术指南，为规范我国地质灾害风险评估与管理程序奠定基础。

3、初步厘定地质灾害强度评估方法及分级标准

基于地质灾害强度的基本涵义和快速评估技术要求两方面考虑，研究分析影响群发地质灾害活动强度的主要参数和指标体系。提出以滑坡分布最大面密度作为衡量区域滑坡灾害活动强度指标的基本思路和8级划分标准；初步提出基于RS和GIS技术的2种快速估算滑坡灾害最大面密度的基本方法，即分别基于栅格和自然斜坡（或流域）的统计方法。以汶川地震诱发滑坡灾害活动强度评估为例，建立了区域滑坡强度指数的8级划分标准，为群发滑坡强度等级划分及不同地区滑坡强度定量对比奠定基础。

4、初步提出地质灾害极端事件分析方法

初步提出对特定地区、特定时期地质灾害极端灾变事件进行研究和统计分析的思路和方法，即对区域上最大灾害事件、最重灾情事件、最有影响的诱发事件（强烈地震和异常强降雨）进行研究分析，特别是对极端强降雨诱发的群发地质灾害事件进行研究编录分析，为定量化参数选择提供依据。重点研究分析每次极端灾变事件发生的必然条件和偶然因素，进而对比研究哪些区段可能存在类似的特征，分析预测评价未来可能发生极端灾变事件的概率，为地质灾害风险评估量化参数的选择提供依据，提出预防极端灾变事件发生的措施与建议。

 5、探索提出地震地质灾害应急及震后风险评估技术方法

以汶川Ms8.0级地震重灾区为例，探索提出基于Newmark位移模型的地震滑坡危险性及其损失快速评估技术方法、震后降雨和潜在地震诱发地质灾害的风险评估技术方法。通过应急调查和震后实例印证了评估结果的可靠性，为地震地质灾害应急救灾和震后恢复重建减灾工作提供了决策依据。

二、滇藏铁路沿线地壳稳定性调查评价成果

紧密围绕滇藏铁路工程规划中迫切需要解决的关键地质问题，采用多种先进技术方法和手段，开展了活动断裂、地壳稳定性及重大工程地质问题等方面的系统调查分析和评价研究，取得如下主要成果：

①基于滇藏铁路沿线及邻近地区的地貌、沉积、古生物等判别标志，结合不同的年龄测定方法及其测定结果，对滇藏铁路沿线有代表性的第四纪冰川、河流与湖泊沉积进行了对比研究，初步构建了第四纪地层对比框架。

②滇藏铁路途经众多著名的大型河流，如金沙江、澜沧江、怒江及其支流玉曲和雅鲁藏布江及其支流帕隆藏布江、尼洋曲与拉萨河等，野外调查分析了主要水系相关河段的河流阶地发育特征，以调查研究最为详细和深入的金沙江为重点，探讨了其河谷发育过程与新构造运动之间的关系。

③在区域第四纪地质调查和前人资料综合分析的基础上，首次编制了滇藏铁路沿线及周边地区夷平面分布图。根据该图并结合区域地貌对比和大江大河的深切作用研究揭示出，青藏高原东南缘自渐新世晚期或中新世中期以来，上升的总幅度约在3500～5300m之间，其中，中新世晚期至上新世早期的上升幅度大体在3000～4500m之间；上新世中晚期地壳相对稳定；自早更新世以来，青藏高原东南边缘的上升幅度大体在500～800m之间。青藏高原东南缘的新构造运动具大面积间歇性掀斜抬升的特点，新构造运动时期，区域性深大断裂特别是控制断块边界的断裂表现出强烈的新活动，造成断裂两侧相对垂直运动与水平走滑运动，断裂各段运动强度不均一。

④基于前人的活动断裂划分方案，提出了比较适合研究区特点的综合划分方案：首先根据活动时代进行活动断裂分类，然后根据活动速率和历史地震震级进行活动强度划分，前第四纪和早～中更新世断裂属于不活动～弱活动断裂，晚更新世和全新世断裂按照位移速率和诱发地震震级进一步划分为弱活动、中等活动、较强活动、强活动四类。通过对研究区51条活动断裂（带）的展布、最新活动时代、分段性和活动方式进行了研究和总结；对与铁路相交或近距离平行的20条活动断裂进行了重点调查、探槽揭露和取样测试；重新厘定了铁路沿线14条重要的晚更新世以来的活动断裂，包括红河断裂带、含西洱河断裂、龙蟠～乔后断裂带、鹤庆～洱源断裂带、丽江～剑川断裂带、金沙江断裂带、中甸断裂带、哈巴～玉龙雪山东麓断裂、小中甸～大具断裂带、中甸～海罗断裂、八宿断裂、嘉黎断裂带、米林～鲁朗断裂、错那～沃卡裂谷边界断裂等，它们对铁路选线和工程安全具有控制性意义。

⑤基于活动断裂调查成果和GPS位移监测数据，对滇藏铁路所在的青藏高原东南缘的现今位移场进行了系统分析和现今构造应力场的数值模拟，从宏观上掌握了该区挽近时期的构造动力学机制，并揭示了不同区段活动断裂的活动规律及其相互间的差异性。

⑥通过活动断裂调查和地震活动性分析，认为位于中甸～大理控震构造带中的中甸～小中甸、哈巴～大具、鹤庆、松桂、宾川、沙溪～乔后、洱源～三营和邓川等潜在震源区未来发生强震的概率较大。对于丽江～香格里拉段铁路而言，最值得注意的是中甸～小中甸地区和哈巴～大具一带。对于拉萨－林芝段铁路而言，位于亚东～谷露地震带中的尼木～安岗地区，以及错那～沃卡裂谷带的沃卡盆地东缘断裂带北段和邛多江～曲松一带，发生强震的概率较高。由于后者紧邻加查～桑日隧道出口，需要格外关注。

⑦在活动断裂、地震活动、地热场、构造应力场、地形变场、区域工程地质岩组及地质灾害等因素系统分析和研究的基础上，采用基于ArcGIS的信息加权叠加方法，对滇藏铁路沿线及周边地区的地壳稳定性进行了综合评价，认为在大理以北、丽江～小中甸、奔子栏一带、八宿县附近、通麦～米林、桑日～朗县等地段经过不稳定区，铁路在这些地段应开展进一步的线路优化或加强相应的抗灾措施。

⑧滇藏铁路沿线地壳稳定性调查评价在区域地壳稳定性评价和区域工程地质问题研究的基础上，开展了滇藏铁路近期规划段场地的工程地质条件综合评价：采用基于GIS的层次分析法，开展了丽江～香格里拉段铁路规划区工程地质条件综合评价，并对推荐线路方案提出了优化建议；根据拉萨～林芝段线路工程地质和环境地质特征研究，提出了把雅鲁藏布江河谷方案作为该段铁路推荐方案的建议，并针对未来铁路工程建设可能遇到的工程地质问题提出了针对性的防治措施建议，对铁路工程规划具有重要的参考价值。

在滇藏铁路沿线地壳稳定性调查评价项目开展过程中，相关研究成果已应用于即将投入运营的滇藏铁路大理～丽江段的建设中，提出的丽江～香格里拉段线路优化方案建议已被勘察设计单位在该段铁路勘察设计过程中采纳；成果报告中创新性地提出了蚀变软岩的工程判别指标（蚀变系数）及其测定方法，具有很高的工程实用价值且简便易行，已在滇西片区铁路建设中推广应用。 研究成果获国土资源科学技术一等奖（图5）。

图5

三、首都圈地区深孔地应力测量与实时监测在地震地质研究中应用

1、初步厘定了首都圈地区深孔地应力测量与实时监测在活动断裂和地壳稳定性研究方面的思路方法

依据岩石力学和构造应力场研究的理论方法，初步厘定了深孔地应力测量与实时监测在活动断裂和地壳稳定性研究方面的思路方法：①按照构造应力场和活动断裂带的研究思路选择关键构造部位进行深孔地应力测量与实时监测台站建设；②考虑区域水平最大主应力方向、监测钻孔周围历史强震及其发震断裂展布、监测钻孔随深度地应力状态变化规律等因素安装地应力实时监测仪器；③保持监测仪器长期连续观测，通过不同关键构造部位构造地质环境和岩体结构、岩石物理力学性质、地应力大小绝对测量结果、实时监测地应力大小相对变化等方面的对比分析，揭示现今构造应力场的演化过程；④通过构造应力场综合分析、三维数值模拟等方法手段，研究地壳浅表层地应力绝对测量和相对监测结果与深部地应力状态之间的关系，为区域地壳稳定性和地质安全评价提供现今构造应力场背景，同时为地震监测预报提供科学依据。

2、初步完成了首都圈地区深孔地应力测量与实时监测总体规划

已在首都圈地区北京平谷、北京十三陵、北京西峰寺、北京密云、河北省昌黎、河北省紫荆关、山东省平度、山东省苍山、北京李四光纪念馆、河北省唐山、河北省迁安和辽宁省海城12个关键构造部位开展了深孔（500～1000m）地应力测量（图6），并已建成11个地应力实时监测台站（北京李四光纪念馆正在建设中）；2014～2020年将分别河北省秦皇岛、河北省张北、河北省石家庄西侧、河北省邢台、河北省磁县、山东省济南西南、河南省郑州西南、河南省洛阳西南等8个关键构造部位开展深孔（600～1000m）地应力测量与实时监测台站建设。通过该规划的实施，将构建首都圈地区深孔地应力测量与实时监测台网，填补首都圈地区深孔地应力测量与实时监测台网的空白，揭示该区现今地应力环境。

3、初步揭示了首都圈地区地壳浅表层现今地应力环境

通过首都圈地区12个关键构造部位深孔（500～1000m）地应力测量钻探工程，揭露了地壳浅表层岩体结构特征，随深度进行了系统的地应力测量，并进行地应力实时监测，初步揭示了首都圈地区地壳浅表层现今地应力环境（图7），填补了首都圈地区深孔地应力测量的空白，为首都圈地区活动断裂、地面沉降、地裂缝、地震地质等研究提供了动力学基础数据。

图6 首都圈深孔地应力测量与实时监测规划            图7 首都圈地区现今地应力环境

4、地应力实时监测取得重要成果和认识

平谷地应力实时综合监测台站全程记录了2011年3月11日日本9.0级大地震及其前后地应力大小和水位相对变化，尤其是大地震发生的前兆应力变化（图8），为地震地质研究提供了重要依据。

通过已有首都圈地区地应力实时监测台站监测数据的对比分析，发现自2011来12月25日以来河北昌黎地应力实时监测综合台站NE21°方向探头，即1976年唐山大地震发震断裂方向，地应力大小异常快速变化，与首都圈地区其它关键构造部位地应力实时监测台站同一时间范围内地应力监测结果相比较，属于较大异常情况，在提出唐山-滦县-昌黎一带现今构造活动异常超前认知之后，于2012年5月28日和29日、6月18日、8月26日及2013年1月11日在唐山及其周围地区还分别发生了4.8级、3.2级、4.0级、3.3级和3.0级地震，检验了地应力监测方法的可行性与地应力监测结果的科学性和实用性。

首都圈地区地应力测量和实时监测结果初步揭示了2011年“3.11”日本大地震前后华北地区区域现今构造应力场演化过程和断裂活动特点以及2012年5月28日唐山Ms4.8级地震的发震动力学背景（图9），并科学地解释了东北地区2013年10月31日以来松原市系列地震群的发震动力学机制，认为该地震群与东北地区构造应力作用方式和构造应力场转换有关，而非一个大地震前的小震群；地应力实时监测发现构造应力场和断裂活动方式发生转换时往往伴随突发地质事件发生的重要认识，这一认识的获得对于活动断裂和地震地质研究具有重要意义。