危岩楔形块体变形破坏机理研究

本文从影响危岩楔形块体发育的因素着手，首先应用静力解析法、赤平极射投影法分析某危岩楔形块体在重力、地震力和裂隙水压力作用下的动力稳定性，然后再应用FLAC3D对此危岩楔形块体变形破坏机理分析，通过分析得出如下结论：1、危岩楔形块体变形最大出现在危岩楔形块体和岩质边坡接触面附近；2、危岩楔形块体发生破坏的位置也是危岩楔形块体变形最大的位置；3、如果危岩楔形块体发生变形失稳一定沿着危岩楔形块体和岩质边坡接触面发生。静力解析法（定量）、赤平极射法（定性）和数值模拟法三种模拟方法有机结合在一起，从而有效的明确危岩楔形块体体的变形破坏机理。     

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.     

桂林市某山危岩形成机制分析及稳定性评价

危岩是桂林市主要的地质灾害之一,区内降水丰沛,边坡坡度大,地形临空条件好,根劈作用较强,为危岩的发育提供了便利的条件。系统地研究了该区地层岩性、地形地貌、危岩特征、破坏模式及形成机理,最终对危岩的稳定性进行定性定量分析。结果表明:该区危岩欠稳定,有滑移和崩塌的可能。     

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。     

渝黔铁路危岩落石防护研究设计

渝黔线多处分布有高陡边坡危岩及崩塌落石问题,对铁路施工、运营带来较大安全风险。本次研究设计专门对危岩落石建立了独立的一套评价体系,把定性评价转化为定量评价,并根据评价结果及计算数据选取最合适的防治措施,以达到消除或降低边坡危岩灾害的目的。     

危岩崩塌灾害研究现状与趋势

危岩崩塌是一种全球性泛生型山地灾害,传统地质灾害的3个组成部分之一,严重威胁着山区公路交通运输安全、城镇居民生命财产安全和矿山生产安全。通过对国内外研究文献的查阅分析并结合作者多年在三峡库区的研究实践,将危岩崩塌灾害的研究现状概化为危岩破坏机理与地貌演化、崩塌落石运动特性、危岩崩塌灾害防治技术等3方面,系统梳理了每个方面的研究情况,发现国内外学者多年来一直聚焦崩塌落石运动特性研究,目前逐渐重视对崩塌灾害发生前危岩破坏机理的研究,危岩崩塌灾害治理技术研发问题也得到部分学者的关注。指出了危岩崩塌灾害进一步研究应予以关注的3个科学问题,即危岩破坏的断裂力学表达、危岩解体力学过程和崩塌灾害应急安全警报。研究成果对于推动危岩崩塌灾害减灾理论与减灾技术研究有积极意义。
     

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。     

基于离散元地震作用下块状危岩群体崩塌前兆特征研究

本文利用离散元软件UDEC建立多个块状危岩群体的模型,通过破坏群体最顶角的块体进行竖横向位移检测,重点研究危岩块度、危岩高度、节理倾角、外力振动强度等4个因素对崩塌时间的影响,从而说明各个因素的改变对崩塌的影响情况;对应着个体倾倒角,取横向位移与竖向位移比值,定义为位移角,以位移角变化率为判定是否出现崩塌的依据,同时观察不同情况下崩塌破坏位移角的取值,得到块状危岩崩塌破坏的位移角临界值范围在10°~15°的结论。     

三峡库区灰岩地区岩质边坡危岩座裂演化机制研究——以重庆市金佛山甄子岩为例

【目的】灰岩地区的危岩表现为危岩聚集体,具有类砌体结构特征;危岩座裂解体是灰岩地区危岩破坏的核心科学问题。【方法】以在三峡库区具有代表性的重庆市金佛山甄子岩为例,采用现场连续观测和地貌学方法,研究灰岩地区边坡的发育机制问题。【结果】危岩的形成与破坏是灰岩地区边坡演化的主要动力学机制,甄子岩危岩体下座过程中基座的碳质页岩表现出显著的压裂喷射现象,类砌体结构底部快速解体;甄子岩坡脚碳质页岩自然风化速度约 48mm · a-1 ,甄子岩危岩形成过程的地貌学解译可概化为 3 个阶段,每个过程边坡后退 35~40m ,所需时间在 600a 左右;灰岩地区岩质边坡演化在较短时间尺度(如甄子岩在 600a 左右)具有局部后退特征,但在较长时间尺度(如甄子岩在 1200a 以上)表现为平行后退。【结论】研究成果对于科学解译三峡库区边坡地貌演化规律、防治灰岩地区危岩崩塌灾害有积极意义。
     

三峡库区灰岩地区岩质边坡危岩座裂演化机制研究——以重庆市金佛山甄子岩为例

【目的】灰岩地区的危岩表现为危岩聚集体,具有类砌体结构特征;危岩座裂解体是灰岩地区危岩破坏的核心科学问题。【方法】以在三峡库区具有代表性的重庆市金佛山甄子岩为例,采用现场连续观测和地貌学方法,研究灰岩地区边坡的发育机制问题。【结果】危岩的形成与破坏是灰岩地区边坡演化的主要动力学机制,甄子岩危岩体下座过程中基座的碳质页岩表现出显著的压裂喷射现象,类砌体结构底部快速解体;甄子岩坡脚碳质页岩自然风化速度约48 mm·a-1,甄子岩危岩形成过程的地貌学解译可概化为3个阶段,每个过程边坡后退35~40m,所需时间在600a左右;灰岩地区岩质边坡演化在较短时间尺度(如甄子岩在600a左右)具有局部后退特征,但在较长时间尺度(如甄子岩在1 200a以上)表现为平行后退。【结论】研究成果对于科学解译三峡库区边坡地貌演化规律、防治灰岩地区危岩崩塌灾害有积极意义。     

喷浆护面对岩质边坡稳定性不利影响一例

甬台温高速公路K279+200处边坡采用喷浆护面对边坡进行防护,在多日降雨的影响下,该处边坡发生了小规模崩塌。本文简要介绍了崩塌发生的工程地质条件,并对崩塌体裂隙水压力分析,认为岩质边坡采用喷浆护面对边坡进行防护不利于边坡稳定。     

某水电站泄水边坡形成机制分析

以黄河上游拟建的茨哈峡水电站坝后泄水边坡为研究对象,通过野外地质调查、室内试验及数值模拟对其变形破坏特征及机制进行探究。研究结果表明:泄水边坡中上部发生卸荷拉裂破坏;坡体中部发生蠕动变形,表现为平硐内岩体的弯曲倾倒;坡体下部为弱风化岩体,有缓倾节理面发育。该边坡变形破坏机制为顺向层状边坡在自身重力作用、河流的下切作用、上覆岩体的崩塌、坡积物沿坡面的下滑力以及降雨作用下,产生向外的弯曲变形,随着外力作用的继续,岩体弯曲变形向深部和下部发展,坡体表层岩体发生倾倒变形破坏。     

碳酸盐岩地区危岩成因机制与变形破坏特征

通过对重庆市武隆县铁矿乡大佛岩危岩地质背景、基本特征的分析,归结出碳酸盐岩地区危岩的形成机制和变形破坏特征.分析表明:此类危岩大多为高位大型危岩,降雨、风化、溶蚀作用是危岩形成的重要外部条件,其结构特征决定其破坏模式,强降雨是其发生崩塌的关键因素,同时地震也可以在瞬间诱发危岩的崩塌、破坏.危岩带存在顺层滑塌的危险,比危岩单体有更强的破坏性,影响规模更大,危害范围更广.此类危岩在广大的碳酸盐岩分布区,特别是西南地区的城市规划或工程建设中具有较强的代表性,对此类危岩的成因机制和变形破坏特征的研究可以为预防、治理此类危岩灾害提供地质依据.     

应用激光多普勒测振仪的岩块体累计损伤评价试验研究

岩块体崩塌破坏的突发性使其成为最难预防的地质灾害,严重威胁人类的生命财产安全.边坡岩块体崩塌破坏多是系统不稳定导致的动力破坏,而用振动特征参数来进行安全监测和损伤评价更为有效.本文应用激光多普勒测振技术,通过固有振动频率对危岩块体主控结构面的黏结力损伤进行定量分析.通过改进后的极限平衡模型,得出结构面不断劣化块体的安全系数由原来的1.17下降到1.04,与实际破坏结果相符.试验结果表明:固有振动频率一方面可对危岩块体累积损伤进行有效识别,另一方面可以为黏结力参数的合理确定提供客观的数据支持.因此,基于固有振动频率分析的激光多普勒测振技术可实现边坡岩块体的累计损伤评价,并将在未来的工程应用中发挥巨大的作用.     

岩质边坡楔形体最优锚固角的计算方法研究

以岩质边坡楔形体为研究对象,研究其最优锚固角的计算方法。将楔形体边坡的安全系数作为目标函数,将锚固力的方向角度作为优化变量;并结合楔形体的平衡方程、结构面的屈服条件、边界条件等约束条件,提出一套使安全系数最大化的楔形体最优锚固角的计算方法。这种计算方法可以准确、简便的计算得到楔形体的最优锚固角,具有概念明确、计算精度高等特点,方便工程技术人员对楔形体的加固进行优化设计,以达到安全、经济之目的。     

喀斯特山区危岩崩塌形成机制研究 —以三峡库区巫溪海螺湾危岩为例 (三峡地区资源环境生态研究)

研究三峡库区危岩崩塌地质灾害的演变机制和规律能帮助采取更合理的治理防护措施。采用地貌学和构造地质学等研究方法,对海螺湾危岩带的形成机制进行研究。据调查,该区的危岩单体和危岩群体均较发育,总面积达4.30×104 m2。根据其失稳模式可将该区的危岩主要分为压剪-滑动型和拉裂-倾倒型两种类型,所占比例分别为93.7%和6.3%。研究发现,海螺湾危岩崩塌的形成属于斜坡自我稳定的平衡发展过程。在河流的下切运动过程中,流水不停地淘蚀岸坡底部。长期的风化卸荷和岩溶作用,使坡体内部近于垂直的4组次生裂隙之间产生相互作用的,并且得到发展,最终贯穿,形成危岩体。研究认为,岩溶作用和大量的人类工程活动对灰岩地区危岩的形成和发展有一定影响。     

基于3DEC的楔形体滑移过程分析 ——以兰成渝管线伴行边坡 K0526+300边坡为例

岩质斜坡楔形体滑移速度变化与路径曲线,对防治工程的布置有重要意义。为了研究岩质斜坡楔形体失稳滑移的速度变化及路径曲线,分析滑移运动过程与防护工程布置的关系,以兰成渝管线伴行道路岩质边坡——上缓下陡反倾边坡的楔形体为研究对象,定性分析楔形体的稳定性及滑移过程,使用3DEC模拟滑移过程并监测该过程速度位移变化。得到楔形体滑移运动分为匀加速直线、转动滑移变速和匀加速直线3个阶段,楔形体绝对速度的3个极小值存在于转动滑移阶段。针对以上楔形体滑移运动特征,提出在转动滑移变速阶段进行楔形体滑移灾害防治的建议,为防治工程的布置提供了依据。     

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。     

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.     

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。