三峡库区公路缓倾角岩层边坡崩塌机理及警报系统

危岩崩塌是我国山区公路主要病害类型,具有分布广泛、前兆不明、突变失稳、致灾严重等特征,防治难度大.以发生在2007年11月20日湖北巴东高阳寨国道318线K1405并导致1辆客车被掩埋和31人死亡的特大型崩塌灾害为背景,分析了三峡库区公路边坡崩塌灾害安全问题,揭示了缓倾角层状岩体边坡危岩群发性机理.研究发现群发性危岩一般由多层危岩体叠置而成,当顶部危岩体断裂失稳后,通常作为荷载直接施加在下部危岩体上,加速了下部危岩体的破坏过程;国道318线K1405崩塌源存在9个危岩块,按照3层叠置,其破坏过程符合危岩群发性破坏机理,已经崩落的第3层危岩顶部第4层危岩体目前已处于欠稳定状态;初步构建了公路边坡崩塌灾害警报系统,包括4个部分,即监测仪、预警仪、警示牌、无线传输和信号解译.最后分析了在公路建设及养护过程中高度重视地质安全的必要性.     

贵州软硬互层地质条件下典型崩塌稳定性分析

以贵州省赤水市立树天崩塌为例,基于野外地质灾害详细调查,总结崩塌的形成因素及失稳模式,通过FLAC3D软件建立软硬岩互层条件下的三维地质数值模型,以此分析崩塌的稳定性,结果表明:立树天崩塌的形成与斜坡岩性组合、危岩体结构面及气象条件有关,其失稳模式包括差异风化阶段、岩体破坏阶段与岩体失稳崩落阶段;泥岩空腔附近出现拉应力与压应力集中区,使陡崖岩体处于不稳定状态;综合分析得出崩塌更容易发生在上部陡崖,而下部陡崖主要发生局部剪切破坏,这可为该地区类似崩塌的防护治理提供经验.     

强震抛射型崩塌滚石运动特征研究

宝兴县潘族组崩塌位于＂5.12＂汶川地震重灾区四川省宝兴县,地震诱发多处危岩体崩塌失稳,造成崩塌滚石地质灾害。受地震效应作用,危岩体后缘拉裂隙逐渐被贯通,形成抛射型崩塌模式。滚石运动路径主要受滚石形状、起始运动方式、坡面特征和坡体形态等因素的影响。通过调查滚石与坡面碰撞留下的地质痕迹,真实复原了滚石运动路径。依据坡度、...     

中巴公路陡崖块状危岩群体崩塌前兆特征

为把握中巴公路边常见的陡崖块状危岩群体特征,通过对原有的振动台进行适当的改装,开展了地震作用下陡崖块状危岩破坏模型试验研究,以模型试验重点研究陡崖块状危岩节理倾角、危岩块度、危岩群体高度及地震强度等因素对破坏的影响。结果表明:节理倾角越大,危岩体越不稳,90°特殊垂直节理倾角表现得非常脆弱不稳,崩塌一般发生在危岩体1/3高度之上,之下几乎不发生崩塌;节理倾倒角从90°减到70°时使群体破坏模式从群体崩塌转为群体滑动破坏模式,更像是岩质边坡滑动加滚动破坏。可见以上因素对该区域危岩体崩塌起决定性作用并且具有一定的规律性前兆。     

震裂斜坡软岩崩塌成因机制与稳定性评价

"5.12"汶川地震触发了大量地质灾害,同时形成了大量震裂松动岩体,这些岩体除受控于自身节理裂隙和结构面,还受控于地震裂缝.极震区软岩崩塌十分发育,震裂斜坡岩体损伤大,借助西部交通科技项目和国家自然科学基金展开了对软岩崩塌的研究.基于对区域工程地质条件和震裂软岩裂隙和结构面组合的调查,阐述了崩塌危岩体的变形特征,进而采...     

三峡库区缓倾角软弱基座型斜坡破坏过程及防治措施研究

以三峡库区某崩塌危岩体为例,通过工程地质分析方法对红层区近水平厚层~巨厚层状的软弱基座型斜坡崩塌破坏演化过程进行了研究.研究认为:受长江河谷侵蚀下切作用,斜坡原始地应力环境发生改变,发生垂直于河谷方向的卸荷回弹变形,逐步发展演化形成卸荷裂隙;受特殊的"上硬下软"岩性控制,下伏相对软弱岩层受上覆硬岩重力压致作用,产生不均匀压缩蠕变,向临空方向塑流挤出,致使上部硬岩产生倾倒变形,直至加剧卸荷裂隙扩展,甚至形成新的拉张裂隙,加剧了崩塌危岩体的发展演化,导致了崩塌的产生.结合灾害特征提出了以"固硬束软"、"上下兼顾"为原则的防治工程措施.     

四川地震灾区巴中市南江县鹰嘴岩危岩形成机制分析

鹰嘴岩危岩区位于巴中市南江县县城边缘,在汶川“5．12”地震及其后的余震作用下,使岩体原有的节理、裂隙得到进一步的发展、贯通,从而使岩体形成了诸多不利的危岩体;在对巴中市南江县鹰嘴岩危岩的工程地质、地质环境详细研究和对危岩体典型特征及形成机制进行研究的基础上,论证鹰嘴岩危岩的形成与地震及危岩体附近的工程地质、地质环境等的相互关系。研究结果表明,危岩稳定性现状处于基本稳定至欠稳定状态,暴雨和地震条件下处于欠稳定至不稳定状态,其危险性大。     

层状反倾岩质边坡崩塌机理研究:以湖北鹤峰红莲池铁矿边坡为例

以湖北鹤峰红莲池铁矿山体崩塌为例,在分析边坡地质条件及采矿扰动的基础上,通过离散元软件UDEC模拟,研究边坡在自重、露采、地下开采等因素作用下的变形破坏特征,认为这一类层状反倾岩质边坡发生崩塌灾害的控制性因素主要有4个:(1)层状块裂岩体结构,岩体被岩层面及节理切割成块体,离散性好,形成架空结构;(2)露天开采导致弯曲倾倒变形,露采区上部岩体发生类似于"悬臂梁"的弯曲变形,边坡处于长期蠕变状态;(3)地下开采直接降低下部岩体的竖向承载力,同时,部分"悬臂梁"嵌固端被截断,导致其抗弯力矩降低,边坡岩体加速蠕变;(4)暴雨加速崩塌发生,降雨入渗直接导致岩体结构面强度降低,并在节理裂隙中产生渗透压力或静水压力,加速崩塌的发生。对于该类层状反倾山体,矿体主要埋藏于地下,山脚也有出露,前期露天开采和后期地下开采共同导致山体应力环境的调整,是崩塌发生的主要原因。建议采取对露天采空区上部岩体进行支撑、对地下采空区进行及时回填、对山体上部裂隙进行封填的防治措施。     

重庆市三峡库区地质灾害长寿区凤城危岩发育特征及治理措施

风城危岩地形复杂,由于受地层岩性、地质构造、地震及雨水作用,2000年以来,该危岩带不时出现崩塌、掉块、落石迹象.为防止危岩发生大规模的崩塌变形破坏,威胁人民生命财产安全.文章对凤城危岩发育特征及形成机制进行系统分析和定性评价,得出了危岩体处于基本稳定～欠稳定状态.提出了采取以锚固、支撑为主要措施,并辅以排水工程、封闭凹腔、局部清危及配合长期监测进行综合治理方案.     

锦屏一级水电站猴子坡危岩区稳定性研究

锦屏一级水电站枢纽区发育多处危岩,2012年7月22日猴子坡危岩区发生了约8 000 m3的局部崩塌,造成缆机平台破坏与一桥梁损毁,对工程的施工与永久运营构成重大威胁。因此在详细地质调查的基础上,分析了该区危岩体经主动网治理后以滑移-拉裂为主要变形特征的失稳破坏模式。运用极限平衡理论建立了快捷、有效的岩体稳定性判别公式;并在反演危岩体的失稳破坏过程中,针对滚石运动采用恢复系数法计算滚石速度,以及滚石击毁桥梁的最小等效半径。研究表明,主动网上滞留的岩块与降雨是诱发岩体失稳破坏的主导因素。当主动网上滞留岩块重力达到一定程度时(G2/G1=0.11),在暴雨工况下危岩体失稳破坏的概率将会急剧上升;反算出滚石运动到桥面的速度为48.05 m/s,从而推算出滚石击毁桥梁的最小等效半径为1.45 m,为后续防护提供借鉴参考。     

某水电站枢纽区左岸自然边坡危岩体的发育特征及失稳模式分类研究

四川省某水电站枢纽区左岸自然边坡高陡,花岗岩侵入体中发育两陡一缓3组优势结构面,陡倾角断层较为发育;表部岩体多为次块~镶嵌结构,高位为碎裂~板裂结构,受裂隙切割,岸坡表部危岩体发育。采用现场地质辨识及三维激光扫描技术等手段,较为准确得量测到危岩体的分布范围、规模及切割面产状等。通过综合分析,将危岩体的失稳模式分为6类:悬挂坠落式,贴坡滑塌式,倾倒折断式,砌块式,楔形滑移式,孤立滚落式。危岩体发育特征及失稳模式分类的研究对于危岩体的治理具有重要意义。     

陡崖块状危岩崩塌破坏时间的地震模型试验

危岩失稳崩塌是地震诱发的最严重的地质灾害之一,将造成巨大的灾害且难以预警。通过振动台模拟不同类型的地震荷载作用下块状危岩的失稳破坏,研究陡崖危岩体的破坏性质。利用高速摄影机记录危岩群发生失稳的过程,研究失稳破坏模式,发现危岩群的潜在破坏性。采用控制变量法比对各组试验数据,分析危岩块底边长、高宽比、节理倾角3个因素在不同地震荷载作用下对危岩群失稳破坏时间的影响。针对危岩群崩塌破坏时间的试验研究,以期实现对崩塌灾害进行评估、控制和采取应急措施的目的。     

渗透与水化学作用之受力岩体的破坏机理

运用水文地球化学理论、突变理论和伪张力法分析了受力岩体系统在地下水流体渗透和水化学综合作用下的破坏机理，给出了渗透作用下受压岩石宏观破裂判据．结果表明，渗透作用加剧了受力岩体裂隙相互作用，导致微裂隙扩展及其相互作用发生变化，从而改变裂隙较易聚集的方向；水化学作用使岩体强度降低，其生成的粘土矿物使裂隙扩展张力加大；这两方面的综合作用使得岩体破坏、条件更易满足．讨论了有关斜坡不稳定性问题     

公路边坡崩塌危岩体稳定性评价

崩塌危岩体造成的地质灾害问题日益凸显。针对这一问题,本文以公路边坡崩塌危岩体为工程实例,采用定性分析(赤平极射投影、极点等密度投影)与定量分析(数值计算)相结合的方法,对其在各工况下的稳定性进行评价与对比,从而最终确定崩塌危岩体的稳定性系数。     

不同裂隙张开度下岩石材料破坏的颗粒离散元模拟

岩体结构对岩体工程灾害具有一定的控制作用,为了研究硬性结构面在岩体破坏中所起的作用,从裂隙张开度对岩石破坏过程和破坏模式的影响出发,建立不同裂隙倾角下不同张开度的颗粒离散元数值模型,进行单轴压缩数值试验,结果表明：岩样的主要破坏模式既与裂隙的张开度有关,又受裂隙倾角影响;裂隙张开度较小岩样,通过裂纹迅速发展,在峰值强度时就趋于贯通;而裂隙张开度较大岩样,引起最终破坏的裂隙尖端张拉裂纹在峰值强度后才出现;且存在极限相对裂隙张开度,对岩样的受力破坏起裂隙干扰作用.     

福建惠安县石门坑路危岩体崩塌成因分析

以福建惠安县石门坑路危岩体边坡为例,对危岩区工程地质条件进行了详细的分析。阐述了危岩体特征,岩体的变形机理,岩石物理力学特征以及雨水、风化、人工活动等内外营力的综合作用是崩塌产生的原因,并对危岩体稳定性分析与评价,在此基础上提出"ISNS"柔性防护措施。     

危岩崩塌灾害物理演进理论框架与灾害爆发时间

【目的】构建危岩崩塌灾害物理演进理论框架，分析崩塌灾害爆发时间以进一步推进危岩崩塌减灾基础理论研究。【方法】基于危岩崩塌减灾科学问题的前期研究，遵循地貌过程发育理念及危岩周期荷载，并通过典型危岩崩塌事件爆发时间统计分析，探索危岩崩塌灾害物理演进基础理论研究新方向。【结果】1) 构建了危岩崩塌灾害物理演进理论框架，即危岩聚集体地质成因机制、危岩荷载计算理论、危岩破坏断裂力学、危岩破坏激振理论和危岩破坏起崩动力学。2) 分析结果显示约70%的危岩崩塌灾害事件爆发在夜间尤其是凌晨；危岩崩塌灾害爆发与雨季没有明显关联性，在雨季爆发的灾害事件仅占总数的56%。3) 地月固体引潮力可增强倾覆点在危岩体重心外侧的第1类倾倒式危岩的稳定性，天然状态下稳定系数可提高6.21%～11.03%，对倾覆点在危岩体重心内侧的第2类倾倒式危岩的稳定性有显著劣化作用，天然状态下稳定系数降低幅度可达到10.33%～21.52%。【结论】研究结果为进一步开展危岩崩塌灾害减灾基础理论研究指明了方向，并有助于提升灾害监测预警水平，也为深入开展地月日固体引潮力和昼夜温差冻胀力两种危岩周期荷载作用下危岩破坏机制的研究提供了科学借鉴。     

天龙山石窟工程地质特征研究

为保护天龙山石窟提供科学的依据,探讨了天龙山石窟工程地质特征问题。对天龙山石窟岩石进行了物理力学性质试验、化学成分和矿物成分分析,结果表明,天龙山石窟岩石为砾粗-中粒石英砂岩,石英含量高,化学成分以SiO2为主,胶结物以硅质最常见,胶结类型为孔隙式,属于坚硬岩石,但抗冻性差,抗风化能力中等。可见,天龙山石窟主要地质病害为岩体裂隙、窟顶渗水、岩体崩塌和石雕风化。     

广西宁明花山岩画本体表层岩体开裂机制分析

花山岩画本体表层岩体开裂是对岩画造成直接破坏的主要病害类型之一.为进一步研究开裂成因,本文通过对岩画本体表层岩体特征进行调查统计分析,并与光照度、开裂体与完整岩石的温度、岩石内部温度梯度监测数据关联性进行了分析研究,对开裂体裂隙间的盐类进行了取样检测,从地质构造、岩石温度场及水盐作用3个方面分析了花山岩画本体表层开裂的原因.结果表明:断层的构造运动作用使岩画表层岩体产生隐性裂隙,是表层岩体开裂的内因;温度场及其应力作用是诱发隐性裂隙开裂发展的外因;岩体温湿度的变化在裂隙间形成的凝结水造成裂隙间芒硝、泻利盐、石膏的形成、积聚和相态的变化,加剧了表层岩体的开裂过程.本研究深化了对花山岩画本体表层岩体开裂病害形成的影响因素及机理的认识,为花山岩画保护提供理论依据.     

新、现代构造应力场对三峡库区危岩发育宏观的作用

文章基于前人对库区新、现代构造应力场的研究,表明新、现代构造应力场最大水平向主压应力方向大体为NE-SW42;通过对库区内3个典型地区近400个危岩体主控裂隙面的研究,从区域内危岩体积、个数两个方面来揭示危岩体发育主控裂隙面走向的关系。结合库区新、现代构造应力场的特点和危岩体发育主控裂隙面走向的关系,运用莫尔-库仑强度准则,揭示危岩体发育与新、现代构造应力场的宏观规律。研究表明：库区危岩的发育不是随机的,而与构造应力场关系密切,其主控裂隙面受构造应力场控制。在此基础上,可以判定库区危岩主控裂隙面的宏观走向,这对区域危岩防治具有重要意义。