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。     

危岩主控结构面端部区域应力特征研究

危岩主控结构面端部区域的应力变化是导致危岩破坏的主要因素.针对压剪破坏型危岩,进行室内模型试验.主控结构面端部区域的平面应力状态可以用两个主应变ε1和ε2来表示,在模型主控结构面端部布置了5个测点,试验量测到5个测点在施加荷载过程中两个主应力的变化曲线;对试验结果分析表明,危岩主控结构面端部区域的1#、4#和5#测点的主应变在所施加荷载逐渐增加的情况下,变化较大;2#和3#测点的主应变的变化较小.说明1#、4#和5#测点的主应力变化最为敏感,敏感程度1#>4#>5#>3#>2#;3#测点在整个过程中两个主应力方向上均处于受压状态.     

三峡库区危岩群发性机理与防治——以万州太自岩为例

以太白岩危岩为例,研究获得了群发性危岩的形成条件,即泥岩和砂岩交互成层组合、陡峻的地形及高强度的降雨;揭示了危岩群发性机理演绎过程,包括从陡崖底部逐渐向崖顶演化的微观链和从临空面向山体内部演化的宏观链,陡崖砂岩底部的岩腔是危岩群发性机理的起搏器,宏观链中位于陡崖顶部的危岩块受到裂隙水压力作用易于破坏;针对单个危岩体,提出了2种荷载组合,基于极限平衡理论建立了危岩稳定性分析方法;基于危岩群发性机理,研发了危岩支撑一锚固联合治理技术和锚钉一锚杆（索）联合治理技术两类核心技术。     

泥石流冲击特性模型试验

针对沟谷泥石流,建立了泥石流冲击试验模型,选定0.3～0.8cm、0.8～15cm和1.5～3.0cm等3种固相粒径组和0.02、0.08、0.16、0.20、0.25等5种固相比,拟定了15种水石流试验工况;实施了40余组模型试验,采用Fastcam-ultima1024型高速摄像机、HS200型动态应力传感器和多通道动态应变仪等测试仪器获得了85000多个测试数据。试验结果表明,低固相比时,泥石流脉动特征显著,泥石流阵流特性随着固相比增大逐渐显现,且随着泥石流中固相颗粒粒径增大,出现初始阵流的时间提前;随着固相比及固相颗粒粒径的增大,泥石流冲击力具有非线性增加趋势;泥石流沟口的平均流速随着固相比增大具有降低趋势。成果可为系统实施不同浆体粘度及不同固相比泥石流冲击特性试验及理论研究提供科学借鉴。     

地下水降落诱发岩溶洞穴土质盖层塌陷的机制研究——以重庆歌乐山余家湾水库地面塌陷为例

【目的】灰岩地区地下水降落诱发岩溶洞穴土质盖层塌陷机制是实施土质盖层地面塌陷灾害监测预警和工程治理的科学依据。【方法】以现场调查为基础,采用极限平衡原理和地貌学方法,分析了土质盖层型地面塌陷产生的力学机制和演化模式。【结果】构建了土质盖层型地面塌陷地质模型和力学模型,提出了土质盖层型地面塌陷判别方法;建立了土质盖层型地面塌陷演化模式,即地下水位快速降落→初始负压空腔形成→负压空腔扩大→地面坍塌。【结论】实例分析表明,构建的岩溶洞穴土质盖层型地面塌陷力学分析方法计算结果与实情吻合良好,地下水位快速降落产生的负压吸力是诱发土质盖层型地面塌陷灾害的关键环节。     

望霞危岩破坏模式及其力学解译

【目的】位于巫峡长江左岸的望霞危岩是长江三峡地区代表性板状危岩,对它破坏机制的研究,是揭示三峡地区边坡地貌演化的突破口,也是巫峡长江航道地质减灾的着力点。【方法】采用现场地质勘察、能量原理和突变理论方法,研究望霞危岩破坏模式并对它进行力学解译。【结果】望霞危岩呈板状,由硅质灰岩和泥质灰岩组成;危岩体后部主控结构面贯通段为串珠状溶蚀漏斗,充填大量松散土体,主控结构面锁固段上段为硬质灰岩、下段为软质泥页岩,引入水致弱化函数提出了主控结构面锁固段灰岩和泥页岩的本构模型;构建了望霞危岩力学模型;构建了座滑破坏模式危岩瞬时破坏平均速度的计算方法,据此得到望霞危岩破坏瞬间的平均速度为2.62m·s-1,推知危岩破坏瞬间危岩体底部的瞬时速度约为5.21m·s-1。【结论】望霞危岩的破坏模式属于座滑破坏,危岩瞬时破坏持续时间约2.3s,与实情吻合良好。研究成果可为分析三峡两岸危岩破坏问题提供重要参考借鉴。     

三峡库区重庆段酸雨敏感性评价及空间分异特征

三峡库区重庆段具有重要的生态地理位置,酸雨是这一地区根本性的生态环境问题之一.以酸雨敏感性机理为基础,运用GIS于RS技术分析了这一特殊生态地理区域酸雨敏感性的高低分布规律及其空间分异特征.结果表明:研究区酸雨以高度敏感为主,其次是中度敏感;各区县中石柱、武隆、万州是酸雨最为敏感的地区,都市区及周边区县主要以轻度以下敏...     

压剪滑动型危岩失稳破坏准则研究

根据危岩的受力特点,建立了压剪滑动型危岩力学模型;分别求出了作用于危岩体上的重力、裂隙水压力（天然工况和暴雨工况）和地震荷载计算表达式。将作用在危岩上的荷载沿主控结构面法线和切线方向分解,得到法向力和切向力计算式;采用D-P破坏准则,建立了用主控结构面法向力和切向力表达的压剪滑动型危岩的失稳破坏准则。工程实例验证表明该准则具有一定合理性。
     

地质灾害防治系统工程方法论及散体滑坡研究

地质灾害是地质环境中各因子异变耦合作用的产物,全面认识地质灾害、尽力防止地质灾害致灾环境的构成、有效而适时地改造致灾环境及全过程监测地质灾害,构成了地质灾害防治的系统工程方法论.据此认为,三峡库区的松散土体、水和城区是地质灾害研究及防治过程中必须考虑的主控因子;松散土体吸水蠕变、强度衰减是散体滑坡启动的本质机理;散体滑坡的防治技术应该从散体、水及城区几个方面着手,进行综合治理.     

三峡库区大型滑坡发育机理

体积超过1×10^7m^3的大型滑坡是三峡库区主要地质灾害,其发育机理包括形成机理和诱发机理两方面。通过大量现场调查和观测,运用地貌学方法,揭示了三峡库区大型滑坡在地质历史时期的3种形成机理即危岩链式崩落、泥石流堆积和地震,所占比例分别约为70％、10％和20％;发现存在于斜坡表面的大量危岩链式崩落堆积物是形成大型滑坡的基本条件,滑坡类型主要属于堆积层滑坡,而地震作用主要形成基岩滑坡。通过大量室内土工试验和模型试验,揭示了滑坡目前的3种诱发机理即降雨软化滑坡土体、坡顶加载和坡脚切割或工程弃渣堆积等人类工程活动、库水位变化和滑坡体周期性浸泡等;其中前两类诱发机理主要出现在175m水位以上大量城镇、交通干线及移民等工程建设区段,后一类诱发机理出现在库水位变动带内;位于库水位变动带的大型滑坡,滑坡土体被库水周期性浸泡,强度非线性衰减,同时,库水位降落期间在滑坡体内产生较大的渗透力,两者耦合作用、加速了库岸滑坡的变形与破坏过程。以上研究成果基本概括了三峡库区大型滑坡的主要发育机理。