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。     

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。     

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。
     

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.     

丘陵山区危岩形成机制及稳定性分析

本文基于笔者多年对危岩崩塌的勘察经验,从危岩破坏方式、主要影响因素中探索、总结丘陵山区地貌单元危岩的形成机理及危岩稳定性分析方法。全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有重要参考价值和借鉴意义。     

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。     

贵州红层地区危岩带变形破坏机制及防治研究

危岩体(崩塌)是贵州红层地区具有典型的代表性的地质灾害。本文以元厚镇危岩带为例,深入分析元厚镇危岩带的破坏特征及形成机制。将红层地区危岩带的变形破坏机制概括为3个阶段,总结贵州红层地区危岩带破坏特点,并提出了有针对性的综合治理措施。     

坠落式危岩剧动式崩落与激振效应

针对坠落式危岩,考虑自重和裂隙水压力影响因素作用下,建立危岩崩落激振效应物理模型。联合断裂力学和波动理论从能量角度量化危岩体之间的相互作用,获取崩塌体崩落瞬间的启程速度计算式,根据危岩崩落激振波在岩体内的传播机理,构建了激振波作用下岩体介质质点位移速度计算方法。通过实例分析,建立的坠落式危岩剧动式崩落与激振效应分析结论和实际情况基本一致,对进一步实施危岩破坏及演化机制研究提供了科学依据。     

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.     

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.     

露天矿山危岩崩塌事故成因分析

为对岑溪天马危岩崩塌事故发生的原因进行探究,在对岑溪天马危岩崩塌的事故现场进行了调查,发现:在开挖卸荷、楔形体本身重力、风化、降水等因素影响下,节理面黏结强度降低,楔形体下滑力逐渐增大,最终产生下滑.采用Rockfall软件对500 kg的花岗岩块从同一高度边坡处崩塌的运动轨迹进行模拟,结果发现:当露天矿山的边坡台阶为...     

川藏铁路折多山隧道进口岩崩运动特征及防治措施

川藏铁路折多山隧道进口沟槽两侧岩屑坡大量发育,岩屑坡失稳破坏形成崩塌滚石灾害,严重威胁铁路安全。通过现场调查、理论分析、数值模拟以及力学分析综合评价洞口岩屑坡的形成因素、运动特征及危害,提出了可行的治理方案。为预测和评估折多山隧道进口上部危岩崩塌体的运动过程及影响,基于三维真实地形,考虑不同位置的岩体崩塌运动,建立了危岩体三维离散元模型,得到了洞顶危岩崩塌体的运动特征以及最危险的岩屑坡整体失稳的运动特征。此外,基于数值模拟的结果,通过理论分析,计算了最不利情况下的崩塌落石路径及冲击能量,得到了隧道洞口的危岩体的影响范围。最后,根据隧道洞口危岩及岩屑坡的分布区域及运动特征,提出了"以防为主,防挡结合"的综合治理方案。     

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。     

桂林翻山危岩稳定性评价的离散元分析

危岩崩塌是一种常见的山区地质灾害,由于失稳机制极其复杂且难以预测,给灾害防治造成了极大困难。为了对桂林翻山危岩进行防护治理,基于离散元模拟法(3DEC)分析了桂林翻山Ⅱ区内危岩的发育特征和破坏情况,选取滑移式危岩和坠落式危岩为目标岩体,对目标岩体在重力和降雨作用下的破坏过程进行模拟并对模拟结果进行分析,结果表明：对岩块体积小的危岩采用静态爆破的方法进行清理,对于体积较大的危岩选用锚杆支护的方法进行加固。     

拱肋内倾角对钢管混凝土拱桥静动力学的影响

利用有限元程序,对不同拱肋内倾角的钢管混凝土拱桥在恒载作用下的静力、稳定性以及结构的自振特性进行了计算,分析了结构位移、内力、稳定安全系数和自振频率值与拱肋内倾角的关系.结果表明:拱肋内倾角增大,有效地提高了拱桥结构的面外稳定性和横向刚度,拱肋控制截面的弯矩和拱脚的水平推力也均有大幅度的减小,当拱肋内倾角为8°时,拱脚处弯矩和水平推力均达到最小值;但拱肋内倾角在3°以下、8°以上时,对拱肋横向刚度的影响较小;结构面内稳定、面内刚度、扭转刚度及拱肋控制截面的竖向位移受拱肋内倾角的影响较小.综合静、动力学分析结果来看,拱肋内倾角以8°为宜.     

风攻角对强风下大跨度斜拉桥车-桥耦合振动的影响

为研究风攻角对强风作用下大跨度斜拉桥车-桥系统耦合振动的影响,通过风洞试验得到不同风攻角条件下桥梁主梁和桥上不同位置处列车的三分力系数;在此基础上,依据弹性系统动力学总势能不变值原理,进一步建立风-车-桥耦合系统振动方程,求解方程并就风攻角对桥梁和列车的动力响应的影响进行分析研究。研究结果表明:风攻角对桥梁和列车的气动三分力系数影响较大;桥梁跨中处的横向振动位移在攻角为-12°时有最大值,竖向振动位移在攻角为-6°时有最大值,极大值均未在攻角为0°时出现;风攻角对车辆动力响应的影响较大,但各项动力响应受风攻角影响而出现变化的趋势并不相同;列车的脱轨系数、轮重减载率和横向力在负向攻角时比正向攻角时的大,且随负向攻角绝对值的增大有增大趋势。     

卡尔曼滤波模型在危岩变形预测中的应用

危岩变形体的预测、预报是实施崩塌灾害防灾减灾的重要手段,着眼于卡尔曼滤波法的基本模型及其在变形监测数据处理中的特点,基于危岩变形体的状态向量,建立了危岩预测模型;通过三峡库区磨子岭危岩的监测数据进行了模型验证,算例计算结果表明:运用卡尔曼滤波法进行危岩位移预测,其平均误差值小于1 mm,预测效果有较好的可靠性.     

九寨沟景区“8.8”震后崩塌灾害发育特征及影响因素

2017年8月8日四川省阿坝州九寨沟县发生里氏(Ms)7.0级地震,震中据九寨沟景区仅5 km,地震诱发大量崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害,严重威胁景区正常运营。通过对景区则查哇沟两岸8处重大崩塌灾害点深入调查,统计分析崩塌(危岩)规模、分布及变形破坏特征,并结合景区的地质环境,研究地形地貌、地质构造、岩性及地震对崩塌发育的影响。结果表明:该区多发育中、高位崩塌,低位较少;中、高位崩塌具有"归槽效应",形成的崩塌流呈面状破坏,危害性较大。研究结果对防治景区震后崩塌灾害有借鉴价值。     

贵州开阳某危岩失稳形成堰塞湖影响范围分析

在峡谷河流区,危岩失稳产生的崩塌堆积体堵塞河道形成堰塞湖,进而甚至出现溃决行成洪水,是崩塌重要的次生灾害链之一。对特定的某一崩塌而言,分析其未来发生时可能形成的堰塞湖规模及其影响范围就显得尤为重要。本文结合贵州开阳某危岩实例,在阐述危岩所处地质环境条件和危岩特征基础上,计算分析了可能形成的堰塞湖高度、水体体积、回水影响范围,以及一旦溃决形成洪水可能影响的范围,取得的成果可直接用于该处地质灾害风险评价中。     

滑塌式危岩尖点突变模型研究

通过建立滑塌式危岩地质力学模型,应用尖点突变理论综合考虑了影响危岩体稳定性的内外因素,并建立了尖点突变力学模型,分析了各因素对危岩体稳定性的影响,推导出危岩失稳崩塌的力学判据.经万州太白岩W12危岩体计算分析,比较了传统刚性极限平衡法的不足,验证了应用尖点突变理论分析各种复杂影响因素的危岩时,可得到比刚性极限平衡法更好的结果.