地球科学

金沙江上游SBAS-InSAR滑坡三维形变监测与堵江影响分析

蒋亚楠, 许强, 汤明高, 朱星, 张超 — 2026-04-25

蒋亚楠, 许强, 汤明高, 朱星, 张超

利用SBAS-InSAR技术处理了2014—2022年间Sentinel-1A升降轨SAR数据，重点研究了白格滑坡堵江事件对其下游最近临滑坡群活动性的影响.选择受堵江影响显著的沙东滑坡进行了地形约束下的InSAR三维形变反演，并结合GNSS监测验证模型性能.研究结果显示，白格滑坡堵江后，沿岸滑坡的形变速率普遍增加了3~7倍不等.特别是位于金沙江凹岸的沙东滑坡，单体受影响面积约1.85 km²，最快变形速率增加了堵江前的7倍.三维形变结果表明，相较于地表平行流（Surface-Parallel Flow，SPF）模型，坡向平行流（Aspect Parallel Flow，APF）地形约束模型在沙东滑坡三维形变反演中的表现更优.

地球科学. 2026 51(4): 1189-1199.

高陡岩质斜坡潜在不稳定块体识别及灾害效应量化分析

吴章雷, 姚兆威, 黄达, 肖华波, 田雄, 马行东, 占洁伟 — 2026-04-25

吴章雷, 姚兆威, 黄达, 肖华波, 田雄, 马行东, 占洁伟

为解决山区重大工程建设中面临的高陡岩质斜坡潜在不稳定块体空间定位难、灾害效应量化分析不足的瓶颈问题.提出了一种融合无人机摄影测量、结构面解译算法、三维运动学分析及落石运动模拟的高位潜在不稳定块体识别定位、失稳模式判识及其灾害效应分析的综合分析框架.以大渡河双江口水电站坝址左岸一高位岩体露头为例，该框架有效识别出92处潜在不稳定块体，确定其潜在失稳模式以楔形体破坏为主.落石三维运动轨迹模拟结果表明不稳定块体失稳后整体呈现加速-减速的循环趋势，最远运动距离为845.6 m，对水电站枢纽区影响较小.强调了不稳定块体空间精准定位对落石灾害风险预测精度提升的重要性，这对落石灾害防控具有重要指导意义.

地球科学. 2026 51(4): 1200-1214.

冰川融水及降雨协同作用下高速远程滑坡演化机制

仉文岗, 孔德婧楠, 王鲁琦, 卢望, 王硕, 谭钦文, 王培清, 陈亮 — 2026-04-25

仉文岗, 孔德婧楠, 王鲁琦, 卢望, 王硕, 谭钦文, 王培清, 陈亮

高速远程滑坡灾变模式复杂，诱发因素多样，其启滑机制及动力学演变阶段的判定是研究的重点与难点.以易贡高速远程滑坡为例，融合静力学反演与动力学模拟，揭示了冰川融水与降雨共同作用下的滑坡触发机制与运动特性.基于遥感影像、环剪试验与数字高程模型，采用极限平衡法标定关键参数（孔压系数），并在滑移路径预设松散堆积层，实现了剪切液化与铲刮效应的定量表征.结果表明，降雨与冰川融水显著增加孔隙水压力，降低抗剪强度，诱发滑坡失稳；运动过程中剪切液化与铲刮效应使滑体速度提升了32.1%，规模扩大了28.3%.模拟结果与实际工况吻合良好，为类似灾害风险防控提供了科学依据与方法.

地球科学. 2026 51(4): 1215-1228.

基于多普勒雷达的突发性灾害体智能识别

乐千桤, 张瑞, 陈辉, 闫帅星, 王东坡 — 2026-04-25

乐千桤, 张瑞, 陈辉, 闫帅星, 王东坡

针对突发性地质灾害识别的高精度与实时性需求，提出了一种适用于多普勒雷达的轻量级多尺度特征融合网络DRWAF-Net（doppler radar wavelet attention fuse network），通过小波变换与注意力机制协同优化，实现了复杂地表环境下泥石流、滚石等灾害体的实时识别.研究充分利用多普勒雷达动态捕获灾害体距离与速度的能力，整合环境干扰下的泥石流数据集与RDRD数据集的核心要素，针对性构建了突发地质灾害场景的多普勒雷达数据集.实验结果表明，DRWAF-Net以2.38 M参数量、9.27 MB模型大小和6.31 ms推理速度，使准确率（96.77%）、精确率（96.90%）、召回率（96.77%）和F1分数（96.77%）均在测试集上达到最优水平.消融实验验证，结合多输入注意力门控（MIAG）机制的DRWAF-Net较基准模型提升识别率1.87%~3.13%.通过轻量化设计与实时推理优化，为突发性地质灾害应急响应提供了实时、智能的监测方案.

地球科学. 2026 51(4): 1229-1244.

藏东南八宿县林卡乡高位古滑坡群的孕灾条件与形成机制

马昊, 汪发武, 胡明鉴, 莫洵懿, 付子进, 张耀祖, 尤琪, 曹生喆 — 2026-04-25

马昊, 汪发武, 胡明鉴, 莫洵懿, 付子进, 张耀祖, 尤琪, 曹生喆

藏东南地处青藏高原东南缘，板块构造活跃、地形起伏剧烈，大型高位古滑坡密集分布.为进一步揭示藏东南大型高位古滑坡的孕灾机制，以八宿县林卡乡为研究区，通过高分辨率遥感影像解译，识别和厘定古滑坡边界，建立林卡乡古滑坡编目数据集；基于GIS空间分析和数据统计，查明林卡乡古滑坡群的空间分布特征与主控孕灾因子；通过现场调查、无人机航拍和地球物理勘探，揭示典型大型高位古滑坡的形成机制.结果表明，八宿县林卡乡境内共发育51处高位古滑坡，其中50处为大型滑坡，古滑坡聚集分布于深切河谷的谷坡之上.岩性和地形起伏度是控制该区域古滑坡分布的关键因素，砂板岩地层和起伏度介于1 000~1 600 m的陡峻地形对古滑坡的发育最有利.对林卡乡孜嘎村附近4处大型高位古滑坡的调查分析表明，其均为弯曲倾倒-拉裂滑移型破坏.由于林卡乡境内砂板岩地层普遍具有中-陡倾的薄-中厚层状结构，为典型的易倾倒岩体，且已探明古滑坡的主滑方向多与区域地层的优势倾向一致或相反，符合弯曲倾倒所致滑坡的典型运动特征，推测岩层长期的弯曲倾倒变形是造成林卡乡古滑坡群聚发育的重要因素，倾倒岩体的拉裂滑移是区域内古滑坡的主要破坏机制.

地球科学. 2026 51(4): 1245-1263.

藏东南地质灾害的内外动力影响模式研究进展

张波, 汪发武, 盛鹏, 尤琪, 冯有千, 李森, 曹生喆 — 2026-04-25

张波, 汪发武, 盛鹏, 尤琪, 冯有千, 李森, 曹生喆

藏东南活跃的内外动力地质作用，决定了该区域地质灾害在时间上的多期次特征和在空间上的链式特征，以及频繁而巨大的致灾效应.聚焦内外动力对藏东南地质灾害发生的影响模式，针对区域内外动力孕灾环境特征，分别提炼出断裂活动和地震等内动力地质作用、气候和河流等外动力地质作用对地质灾害的长期孕育模式和短期诱发模式，明确了内动力在大时空尺度上的主导作用和外动力在小时空尺度上的诱发作用.提出了藏东南地质灾害时空分析的系统性框架，从时空两个维度对藏东南地质灾害的特征和内外动力的多尺度综合影响模式进行概括，构建起区域地质灾害时空特征与内外动力影响的关联.结合研究现状，对进一步量化藏东南地质灾害内外动力影响的研究方向进行展望，认为最终必须明确藏东南地质灾害与内外动力环境关联的模式，以实现藏东南区域更精准的地质灾害防治、更有力的战略工程保障和更有效的气候变化应对.

地球科学. 2026 51(4): 1264-1286.

耦合InSAR形变与稳定指数的降雨突发型滑坡早期识别

黄健, 曾探, 王英凡, 张谱升, 贺美森 — 2026-04-25

黄健, 曾探, 王英凡, 张谱升, 贺美森

针对InSAR技术在短时强降雨诱发滑坡前兆识别中的不足，以四川理县西山村滑坡和黄泥坝子滑坡为研究对象，提出了一种耦合InSAR形变监测与SINMAP稳定性指数的降雨型突发滑坡早期识别方法.首先基于长期地表形变监测数据，通过可视性和测量敏感性分析定量评价InSAR的先验适用性；在低适用性区域，联合解析InSAR形变时序与稳定性指数时空演化特征，并构建时空交叉验证规则实现两类指标的有效融合与隐患综合判识.结果表明：西山村滑坡整体基本稳定，但降雨条件下前缘易发生局部失稳；黄泥坝子滑坡降雨敏感性强，但受几何畸变影响，InSAR难以捕捉其前兆变形.进一步利用该方法对2019年贵州鸡场镇降雨型突发滑坡进行重演验证，结果显示形变-稳定性指数耦合分析可有效识别InSAR单独监测难以发现的前兆信号，显著提升了降雨诱发突发滑坡的早期识别能力，为复杂地形区滑坡早期预警提供了新技术路径.

地球科学. 2026 51(4): 1287-1300.

澜沧江上游德钦段大型高位滑坡发育特征与形成演化机制研究

曹世超, 郭长宝, 杨为民, 董秀军, 吴瑞安, 江万, 钟宁 — 2026-04-25

曹世超, 郭长宝, 杨为民, 董秀军, 吴瑞安, 江万, 钟宁

澜沧江上游德钦段大型高位滑坡发育，类型多样，变形明显，演化过程复杂且易在流域内形成灾害链，威胁城镇及工程建设.然而，该区域滑坡孕灾背景、发育规律及地质力学模式仍缺乏系统研究.利用InSAR、无人机、地面调查、钻探和地球物理探测等多技术手段，查明研究区大型高位滑坡发育分布规律，揭示典型高位滑坡的形成演化机制.结果表明，受高陡地形和地层岩性-构造作用联合控制，佛山-燕门乡段以大型高位滑坡为主，叶枝镇-燕门乡段多为古堆积体滑坡，区内倾倒变形体发育；研究认为地层岩性及其组合特征是滑坡发育的关键因素，滑坡的形成演化受内外动力耦合作用影响，地壳隆升和断裂活动提供了滑坡孕育的内动力地质背景，河流深切与长期卸荷促使岩体倾倒形成高位拉裂缝，降雨和地下水活动加速滑坡内部岩体弱化.总结归纳了研究区高位滑坡变形破坏的3类8种地质力学模式，其中倾倒变形破坏为主要模式.进一步分析表明，滑坡堆积体在地震、强降雨及人类工程扰动下易复活.研究成果揭示了德钦段大型高位滑坡的成因机制与演化过程，可为流域滑坡灾害链防控及重大工程选址提供科学依据.

地球科学. 2026 51(4): 1301-1324.

挤压性隧道大变形危险性评价的未确知测度评价法研究

周航, 赵晓彦, 蒋晖光, 陈明浩, 陈仕阔, 喻炳鑫 — 2026-04-25

周航, 赵晓彦, 蒋晖光, 陈明浩, 陈仕阔, 喻炳鑫

为解决复杂艰险山区深埋隧道软岩大变形风险评价中的不确定性难题，提出了基于组合赋权法和未确知测度理论的挤压性隧道大变形评价方法.通过系统研究高地应力深埋隧道大变形特征，建立了由7个核心指标组成的评价体系，包括岩石抗压强度、弹性模量、最大主应力、围强度应力比、地质构造、围岩级别、地下水.通过采用距离函数耦合层次分析法（AHP）与熵权法，构建了主客观组合赋权模型，实现了挤压性隧道大变形风险评价指标的科学权重分配.基于未确知测度理论，建立了挤压性隧道大变形危险性评价模型，通过构建线性单指标测度函数，生成测度评价矩阵，并采用置信度准则实现大变形危险性等级判定.将该模型用于成兰铁路杨家坪隧道，雅鲁藏布江某铁路令达拿、朗镇二号、江木拉隧道等4座典型软岩大变形隧道，并与实际大变形结果进行对比.研究结果表明：该模型的评价结果与现场实际结果总体吻合，证实了该模型用于复杂山区深埋隧道大变形风险评价的有效性及准确度，为复杂山区深埋隧道大变形风险评价开辟了新途径.

地球科学. 2026 51(4): 1325-1344.

高寒山区溜砂坡遥感数据集构建与智能识别算法评估

漆基孝, 范宣梅, 方成勇, 王欣 — 2026-04-25

漆基孝, 范宣梅, 方成勇, 王欣

高寒山区溜砂坡分布广泛、形态复杂且灾害风险高，但受制于恶劣环境与数据匮乏，其智能识别面临重大挑战.通过构建首个高分辨率溜砂坡语义分割数据集，实现数据资源建设的突破.基于高分二号高分辨率遥感影像，建立包含形态-光谱-环境多维度解译标志体系，形成3 811组标准化标注样本的开放数据集.基于统一的数据集和评价体系，评估4类卷积神经网络与2类Transformer模型的分割性能，验证了基于Transformer架构和动态Mask注意力的Mask2Former模型在复杂地貌下的技术优势（平均交并比75.72%，F1分数77.62%）.具备优异的泛化能力与鲁棒性，实现溜砂坡的精准识别.这项研究不仅填补了高寒山区溜沙坡数据资源的空白，并且为复杂地貌场景下智能识别模型的选型提供了科学依据.

地球科学. 2026 51(4): 1345-1357.

藏东南则隆弄冰川运动速度长时间季节性变化规律

薛泽远, 范宣梅, 邓宇, 蒋力洋 — 2026-04-25

薛泽远, 范宣梅, 邓宇, 蒋力洋

研究冰川运动速度对于理解高寒山区冰流的响应机制具有重要意义.然而在藏东南地区，由于时间和空间上的限制，许多冰川的运动研究仍不充分.利用多源遥感影像，采用特征追踪方法获取了藏东南则隆弄冰川的表面速度.结合冰川坡度、厚度等地形要素，以及30 a平均气温和降水量等气象数据，分析了其长期流动特征.结果表明，该冰川流速具有显著的季节性：夏秋季较快，春冬季较慢.流速主要受坡度和厚度影响，并在全球变暖背景下呈现缓慢上升趋势.进一步结合气候数据发现，冰川流速变化受季节性气温和降水控制，其中降水的影响存在一定滞后.这种滞后性与降水下渗并传递至冰川底部所需的时间密切相关.长期观测揭示了则隆弄冰川的季节性流动特征和逐渐增强的长期趋势.同时，研究还探讨了流速异常与地质灾害的关系.总体来看，本研究为理解气候变化对藏东南地区冰川动态的影响提供了科学依据.

地球科学. 2026 51(4): 1358-1370.

基于斜坡单元与SBAS-InSAR地表形变速率的高山峡谷区滑坡危险性评价：以金沙江上游地巫乡段为例

袁新霞, 郭长宝, 闫怡秋, 李彩虹, 刘贵, 简文星 — 2026-04-25

袁新霞, 郭长宝, 闫怡秋, 李彩虹, 刘贵, 简文星

青藏高原东缘金沙江上游高山峡谷区构造活动活跃，滑坡灾害频发，现有滑坡危险性评价模型预测精度较低，难以满足实际防灾减灾工作的准确性等需求.以金沙江上游地巫乡段为研究区，基于遥感解译和野外地质调查，结合区域滑坡发育特征，通过改进水文分析法划分基于流域-地貌-斜坡结构的斜坡单元，选取地形地貌（地面高程、地形坡度、地形坡向和地形起伏度）、地层岩性、活动断裂、降雨量、水系、人类工程活动、植被覆盖和SBAS-InSAR地表形变速率等13个影响因子，采用随机森林-连续频率比（RF-OFR）模型开展了区域滑坡危险性评价研究.结果表明：斜坡单元的评价精度（AUC=0.902）显著高于栅格单元（AUC=0.858），划分出的高危险区与滑坡灾害分布高度一致；在斜坡单元下，升降轨联合地表形变速率结果的评价精度更高（AUC=0.902），相比未结合、结合升轨形变速率、降轨形变速率的评价结果精度分别提升6%、5%和0.6%，对隐蔽性蠕滑滑坡的识别能力显著增强.研究成果可为高山峡谷区滑坡危险性评价提供更为科学的技术支撑，为区域地质灾害防治和风险管控提供参考依据.

地球科学. 2026 51(4): 1371-1387.

基于流变特性的高位冰岩碎屑流低温运动学机制

武尹梁, 常鸣, 郭长宝, 刘吉鑫, 刘贵, 窦向阳 — 2026-04-25

武尹梁, 常鸣, 郭长宝, 刘吉鑫, 刘贵, 窦向阳

为揭示青藏高原冰岩崩转化形成的含冰碎屑流低温运动学机制，量化含冰量与质量对流动行为的控制效应，在智能温控条件下，结合冰碛土浆体流变试验与含冰碎屑流物理模型试验，利用加速度监测与PIV（粒子图像测速法）反演，分析不同含冰量（25%、50%、75%）与质量（10 kg、15 kg、20 kg）对动力响应、速度场演化及堆积特征的影响.流变试验表明，浆体屈服应力对容重高度敏感：低容重体系中屈服应力随容重提高呈倍数增长，高容重体系中冰碛物强化效应趋于饱和.物理模型试验揭示了含冰碎屑流冲出距离与含冰量、总质量均呈显著正相关，二者存在非线性耦合增强效应；含冰量通过调控颗粒接触网络主导体系流态转变，决定了“摩擦-胶结-润滑”力学行为的演化方向；总质量通过惯性效应调控力学行为转化强度与能量传递效率，二者协同控制含冰碎屑流的长距离超强运移能力.建立了考虑摩擦-润滑耦合机制的“冲出距离-扩散宽度-影响范围”多元非线性预测模型（R² > 0.94），为青藏高原冰岩崩灾害危险范围评估提供了量化依据，能有效指导重大工程选线、建设与运维安全.

地球科学. 2026 51(4): 1388-1402.

黄河上游德恒隆古滑坡-堰塞湖-溃决洪水灾害链全过程模拟与灾害放大效应

刘登海, 沈伟, 刘子扬, 欧阳慕云, 李纪恒, 黄强兵, 彭建兵 — 2026-04-25

刘登海, 沈伟, 刘子扬, 欧阳慕云, 李纪恒, 黄强兵, 彭建兵

位于青藏高原东北缘的黄河上游峡谷段发育了大量巨型古滑坡-堰塞湖-溃决洪水灾害链，厘清其运动演化过程对防控此类灾害链具有重要意义.在野外调查基础上，通过构建深度平均滑坡-堵河运动学模型与考虑颗粒物运移及物理侵蚀沉积机制的溃决洪水动力学耦合模型，以其中典型的德恒隆巨型滑坡灾害链为例开展模拟研究，系统分析了滑坡堵河-堰塞湖蓄水-溃决洪水的完整运动学过程.结果表明：德恒隆滑坡体积达35亿m³，峰值平均速度约44.5 m/s，总滑移时长约120 s，形成堰塞坝高达234 m，堵塞黄河形成面积约280 km²、库容约232.3亿m³的巨型堰塞湖；堰塞坝溃决过程持续约100 h，洪峰流量达23.8万m³/s，洪水沿黄河河道波及下游900 km流域，最高洪水位达158 m.相比于滑坡本身的运动距离，本次巨型滑坡-堵河-溃坝洪水灾害链波及了上下游约1 000 km河道范围内的广大区域，具有显著的灾害放大效应.研究成果可为黄河流域滑坡灾害链的风险评估与防灾决策提供科学依据.

地球科学. 2026 51(4): 1403-1414.

基于多点时序监测信息融合的软土地层船坞工程安全状态动态预警

彭铭, 马佩琪, 朱艳, 陈献军, 王开放, 周杰鑫 — 2026-04-25

彭铭, 马佩琪, 朱艳, 陈献军, 王开放, 周杰鑫

软土地层船坞工程因地质条件复杂、施工周期长等特点，面临土体参数不确定性高、传统预警误差大等挑战.针对上述问题，提出一种基于多点时序监测信息融合的安全状态动态预警方法.首先，构建贝叶斯网络模型，利用网络节点响应关系和蒙特卡洛（MCS）模拟计算先验概率；然后，引入时序监测数据，通过马尔可夫链-蒙特卡洛算法（MCMC）更新后验概率，动态量化安全系数（F_s）、失效概率（P_f）等指标，实现监测信息与安全状态直接关联.最后，基于软土特性与相关规范，建立包含5级预警级别、3种响应状态的动态预警标准.以上海某船坞工程为例，该方法融合多点时序监测信息进行参数反演，有效降低土体参数不确定性（变异系数降低14%~30%）；同时实现时效性安全评价，安全系数时变曲线随变形增大呈规律性递减；基于此建立分级动态预警标准，判定船坞施工期处于安全级Ⅰ（F_s=1.945 > 1.50，P_f < 0.001%）；并通过设计极端工况模拟验证了预警标准在危险状态下触发预警的可行性.构建的动态预警体系，显著提升了参数反演精度与安全评价的准确性与实时性，有效规避了单一数据误报风险，增强了动态预警的精度和全面性，为同类工程风险防控提供科学方法.

地球科学. 2026 51(4): 1415-1436.

黄土高原地质灾害链发育特征及其分类体系

王新刚, 刘凯, 黄强兵, 胡胜, 连宝琴, 王道正, 薛晨 — 2026-04-25

王新刚, 刘凯, 黄强兵, 胡胜, 连宝琴, 王道正, 薛晨

近年来，在全球气候变暖带来强降雨风险的背景下，黄土高原地质灾害有了新的变化趋势，常呈链式形态形成黄土地质灾害链，其往往具有多发性、隐蔽性、灾难性和复杂性等特征，亟需阐明黄土高原地质灾害链的发育特征，并对其进行科学系统的分类.在广泛查阅和总结黄土高原地区各类地质灾害分类基础上，通过野外调查、无人机航测和室内遥感影像分析等方法对黄土高原地区典型地质灾害链进行了综合分析，系统性地从灾种、控制性界面、地貌、动力成因、因果关系和形成时代等几个方面对黄土高原地质灾害链进行了归纳，提出了黄土高原地质灾害链6大类26亚种的分类体系，总结了典型黄土地质灾害链的发育特征和成灾模式，揭示了典型黄土高原地质灾害链的链式结构及其彼此间的影响关系.研究可为黄土高原地质灾害链防控治理提供理论借鉴，有助于对黄土灾害链针对性减灾防灾工作的实施.

地球科学. 2026 51(4): 1437-1462.

基于数值模拟的富水煤系地层滑坡水文地质参数反演

周洁, 穆康帝, 张玉芳, 班超, 刘成君, 杨忠民, 周华德, 何佳俊 — 2026-04-25

周洁, 穆康帝, 张玉芳, 班超, 刘成君, 杨忠民, 周华德, 何佳俊

由于连续降雨导致广东省某地区高速交汇处发生滑坡险情，滑坡导致高速局部边坡挡墙顶面泥浆水漫流，边坡挡墙存在开裂、倾斜等病害.该滑坡区地层为典型的富水煤系地层，不均匀性高，遇水易软化.地下水及水文地质参数是滑坡防治的重要因素，为探究该滑坡区水文地质参数，在滑坡治理期间，进行了水文地质试验.将通过不同井的试验数据对其进行建模，再运用数值反演法，采用Visual MODFLOW 3D对水文地质试验过程进行数值模拟，通过反演水文地质参数，使各个不同位置的观测井水位实时变化规律的模拟结果和实测结果相一致，从而优选确定该参数为最接近场地实际的水文地质参数，便于更准确地预测和分析滑坡的发生、发展和影响范围.

地球科学. 2026 51(4): 1463-1475.

近坝库岸滑坡涌浪溃坝灾害链模型试验方法

杜镇瀚, 钟启明, 周家文, 侯文昂, 张士辰 — 2026-04-25

杜镇瀚, 钟启明, 周家文, 侯文昂, 张士辰

近坝库岸滑坡引发的涌浪灾害链具有突发性、链生性、强破坏性等特点，对水工建筑物及下游安全构成严重威胁.通过开展滑坡涌浪溃坝一体化物理模型试验，系统记录涌浪演进、坝体冲蚀及溃决过程的关键数据，揭示了土石坝在涌浪作用下的溃决机制.基于水槽试验数据，建立基于有限体积法的三维精细化数值模型，耦合滑体运动、水流动力与坝料冲蚀模块，验证了数值方法的可靠性.开展多因素数值分析，揭示了滑坡体积、滑落高度、坝体几何形态及滑坡位置等因素对溃坝过程的影响.研究结果表明，在溃坝场景下，涌浪冲击显著加速坝体侵蚀，导致洪峰流量增大、溃决时间提前，呈现出明显的灾害放大效应.研究为近坝库区地质灾害链的风险识别与评估提供了理论依据与模拟方法支撑.

地球科学. 2026 51(4): 1476-1488.

基于贝叶斯优化XGBoost的堰塞坝溃决洪峰流量预测模型及参数敏感性研究

吴昊, 吴家伟, 郑德凤, 钟启明, 年廷凯 — 2026-04-25

吴昊, 吴家伟, 郑德凤, 钟启明, 年廷凯

准确且迅速地评估堰塞坝溃决洪峰流量，对应急抢险至关重要.基于机器学习方法预测突发型堰塞坝溃决参数是当前的研究热点，而目前堰塞坝数据库缺少足够案例量，且堰塞坝溃决洪峰流量预测模型无法考虑各影响因素之间的非线性映射关系，这导致模型的泛化能力弱.基于此，采用泥沙冲刷模型模拟堰塞坝溃决过程，从而扩充堰塞坝溃决案例数据库；建立贝叶斯算法优化的极端梯度提升（XGBoost）的机器学习算法；提出考虑堰塞坝几何形态参数（坝高、坝宽、坝长、坝体积）、堰塞湖库容、诱发因素、物质组成（侵蚀度和结构类型）等8个影响因素的非均质堰塞坝溃决洪峰流量机器学习预测模型；基于参数敏感性分析，进一步建立便于堰塞湖灾害应急抢险使用的简化三参数模型.结果表明，与传统模型相比，贝叶斯优化的XGBoost模型具有更高的预测精度；基于唐家山和白格堰塞坝案例分析证实本文模型预测溃决洪峰流量与真实值最大误差约20%.研究成果能够为堰塞坝应急抢险地质处置及区域防灾减灾提供有益参考.

地球科学. 2026 51(4): 1489-1498.

新型混凝土防护边坡大型振动台试验

赵亚文, 董金玉, 刘汉东, 祁生文, 罗嘉铭 — 2026-04-25

赵亚文, 董金玉, 刘汉东, 祁生文, 罗嘉铭

为解决传统喷射混凝土刚性大、延性差、易在地震动中开裂失效的问题，研发新型柔性混凝土材料.基于一种掺入聚丙烯纤维与膨润土的新型柔性喷射混凝土，以鲁甸红石岩滑坡为原型，开展新型混凝土（NC）与普通混凝土（OC）防护边坡的对比振动台试验，分析其动力响应与损伤演化机制.在地震动加载下，NC防护边坡自振频率变化较小，较OC边坡更为平稳.Hilbert-Huang分析表明，NC防护边坡的能量响应在地震波主频处呈现显著分布，而OC防护边坡能量则集中于自振频率附近.边际谱能量进一步揭示，NC边坡损伤起始时间延迟，能量耗散过程更为平稳，结构完整性在强震作用下保持更优.新型混凝土通过增强界面协调与耗能能力，显著提升边坡抗震性能，为地震区浅层滑坡防治提供延性更强、耐损性更好的技术途径.

地球科学. 2026 51(4): 1499-1512.

雪崩形成机制及危险性评价方法综述

沈丹祎, 杨剑, 朱永生, 吴家耀, 杨江涛 — 2026-04-25

沈丹祎, 杨剑, 朱永生, 吴家耀, 杨江涛

开展雪崩形成机制和临灾危险性评估，对防灾减灾具有重要意义.梳理了雪崩分布区域特征及雪崩类型主要划分方式，系统阐述了雪崩影响因素及其启动-运动-堆积机理，详细归纳了积雪稳定性、雪崩抛程和雪崩危险性等级计算方法.在此基础上，进一步提出雪崩研究仍需要关注以下5方面：（1）构建全球统一的雪崩案例数据库，为雪崩形成及运动研究提供基础；（2）开展极端气候条件下积雪力学特性动态演化、不同地形和气候条件共同作用下对积雪性质的影响研究，厘清雪崩活动的时空演化规律；（3）建立雪崩启动概率定量分析模型，开展裂纹扩展机制研究，提出雪崩启动裂纹扩展表征方法；（4）研究雪崩运动中侵蚀互馈过程及物质和能量转化规律，构建雪崩堆积体形态尺寸与影响因素定量关系；（5）构建考虑动力学机理的雪崩抛程计算方法，提出雪崩动态风险评估模型，为雪崩灾害预测及防灾减灾技术研究提供参考依据.

地球科学. 2026 51(4): 1513-1528.

基于可解释机器学习的库岸滑坡位移预测研究

蒙绍强, 石振明, 彭铭, 吴彬, 夏成志 — 2026-04-25

蒙绍强, 石振明, 彭铭, 吴彬, 夏成志

库岸滑坡位移是评估边坡稳定性和实现精准预警的关键指标，但受水库水位周期性涨落的影响，其位移过程常呈现阶梯式变化，给建模预测带来较大挑战.为此，提出一种融合信号分解、深度学习与模型可解释性的滑坡位移预测方法.首先，采用改进的完全集合经验模态分解自适应噪声法（ICEEMDAN）对位移信号进行分解，有效剥离高频周期项与低频趋势项，缓解模态混叠问题并保留多尺度特征；其次，引入双向门控循环单元（BiGRU）模型，分别对各分量进行建模与逐点预测，提升了对滑坡位移的前后依赖关系及突变响应的刻画能力；最后，借助SHAP（SHapley Additive exPlanations）方法解释模型预测结果，揭示了历史与当前水库水位、降雨量及近期位移趋势等关键特征在不同监测点的影响差异.案例研究表明，该方法在RMSE、MAE、MAPE和R²等评价指标上较传统分解方法（EMD、EEMD、CEEMDAN）提升超过20%，BiGRU在YY209监测点实现了R²=0.992、MAE=3.617 mm的预测精度，SHAP分析结果进一步增强了模型的物理可解释性.提出的预测框架兼具精度与透明度，为库岸滑坡风险监测与预警提供了新的技术支撑.

地球科学. 2026 51(4): 1529-1546.

纤维加筋钙质砂液化及超静孔压增长特性研究

谭洁, 任非凡, 沈超 — 2026-04-25

谭洁, 任非凡, 沈超

钙质砂地基液化是造成其上修建的防波堤、码头及机场跑道等关键基础设施地震损毁的主要原因.作为一种环境友好型土工材料，纤维加筋技术可显著提高钙质砂抗液化能力，在南海岛礁工程建设中展现出良好的应用前景.开展了一系列不排水循环单剪试验，研究纤维掺量F_c和循环应力比CSR对加筋钙质砂超静孔压、变形特性及抗液化强度的影响.在此基础上，提出了适用于纤维加筋钙质砂的新型超静孔压发展预测模型.研究表明：纤维掺量F_c的增加可明显减小钙质砂超静孔压和剪应变发展速率，提高其抗液化强度；随着CSR的增加，加筋效果逐渐减弱.纤维加筋可改变钙质砂在液化过程中的变形模式，有效抑制变形急剧增大现象的出现.此外，纤维加筋钙质砂超静孔压发展模式与硅质砂存在较大差异，相同循环振次比下钙质砂超静孔压累积速率更快，传统Seed模型难以准确刻画其超静孔压发展模式的变化特征.随着CSR的增加，其超静孔压发展模式由S型逐渐转变为双曲线型，而随着F_c的增加，发展模式则呈现相反的演变趋势.研究成果可为纤维加筋土技术在岛礁区基础设施抗液化处理中的应用提供重要的理论依据.

地球科学. 2026 51(4): 1547-1560.

考虑基覆面形态影响的堆积层滑坡失稳机制数值模拟

章伟凯, 牛佳伦, 幸金权, 陈会官, 赵程, 姜海西 — 2026-04-25

章伟凯, 牛佳伦, 幸金权, 陈会官, 赵程, 姜海西

为探究不同基覆面形态堆积层滑坡在降雨-库水作用下的失稳机制，依据三峡库区堆积层滑坡基覆面几何特征，建立了直线形、弧形、靠椅形、折线形4种典型基覆面概化模型，结合离散元数值模拟揭示了其力学响应规律、变形破坏模式及失稳机制.研究表明基覆面形态通过调控应力分布显著影响滑坡失稳模式：直线形和弧形滑坡表现出典型的牵引式破坏特征，靠椅形滑坡呈现明显的推移式变形特征，而折线形则整体呈现混合式变形破坏特点；降雨通过抬升中后部地下水位，增加范围内孔隙水压力，以激励滑坡变形.而库水位则通过调控前缘地下水位重分布，形成向外渗透水压，驱动前缘局部牵引变形.研究成果可为类似堆积层滑坡失稳及灾害防治提供依据.

地球科学. 2026 51(4): 1561-1574.

三维土石混合体边坡大变形SPH-DEM模拟

苏正洋, 李典庆, 王顺, 盛金保 — 2026-04-25

苏正洋, 李典庆, 王顺, 盛金保

自然界中的大多数边坡由土体与块石混合构成，一旦发生大变形破坏，可能严重威胁周围人民生命安全及基础设施建设运维.针对土石混合体边坡研究中存在的精细化建模及块石与土体耦合计算难题，建立了一种三维土石混合体边坡高保真建模技术，并提出了基于SPH-DEM耦合的三维土石混合体边坡大变形模拟方法，进一步分析了块石对边坡大变形冲击过程的影响，并预测了青海省浪加滑坡体再次滑动后冲击大坝附属建筑物动力过程，结果表明：块石含量和位置分布显著影响滑坡冲击过程，块石含量越高，冲击力时程曲线的差异性越显著，若块石与建筑物直接碰撞，峰值冲击力较不考虑块石时提高约30%.浪加滑坡再次滑动后前缘最大运动距离达108 m，启闭房、施工营地所受峰值冲击力分别高达自身重力的20倍和4倍，极易被滑坡体冲毁.该研究成果可为土石混合体滑坡的灾害预测和危险性分析提供参考依据.

地球科学. 2026 51(4): 1575-1585.

复杂地形条件下山区土石界面插值策略与预测方法研究

曹子君, 郑立宁, 赵士博, 曾雪松, 王轩毫 — 2026-04-25

曹子君, 郑立宁, 赵士博, 曾雪松, 王轩毫土石界面预测对山区机场建设具有重要意义.现有方法通常基于钻孔数据直接估计土石界面高程，但在山区地形起伏剧烈、界面高程差异显著的条件下，其结果准确性难以满足工程需求.提出一种基于地形高程与界面深度的插值策略，土石界面高程可表示为已知地形高程减去土石界面深度.该策略只需预测土石界面深度，因此降低了地形起伏对预测结果的影响.系统对比了该策略在多种预测方法中的表现，包括反距离加权、径向基函数核回归、高斯过程回归等核方法以及神经网络方法，如多层感知机和Kolmogorov-Arnold网络.山区机场工程案例表明，所提策略适用于不同预测方法，并显著提升土石界面预测准确性，为复杂地形条件下的机场选址、土石方工程量估算及施工方案优化提供技术支撑. 地球科学. 2026 51(4): 1586-1598.