极震区公路高边坡崩塌危岩体特征及防治措施分析

中国西部地区等级较高的地震,常常发生在岩体强度高的深切割地貌区,因而震后次生灾害的危害预测和防治显得尤为重要。以G213映秀至汶川公路抢险保通的工程实践为例,总结了极震区崩塌灾害对公路造成的危害,结合震区地质环境,对崩塌物源的危岩体的发育和崩塌体运动规律进行了分析,并探讨了危岩体防治措施。供类似工程参考。     

公路黄土崩塌灾害影响因素分析

结合陕北榆林地区S302(榆林至佳县段)沿线黄土边坡的调研,对这一地区广泛发育、危害严重的公路黄土边坡崩塌灾害进行了较为详细的野外调查。根据调查结果,将公路黄土边坡崩塌的破坏类型分为自然型黄土崩塌、人为~自然复合型黄土崩塌和人为型黄土崩塌三类。并从黄土边坡自身因素、自然因素和人为因素三个方面对公路黄土边坡崩塌的影响因素和破坏机理进行了详细的分析。     

公路岩质边坡崩塌灾害危险性评价

公路岩质边坡崩塌灾害在陕北黄土地区发生频繁,给当地公路交通建设和运营造成严重危害。结合陕北地区S302(榆林至佳县)典型路段沿线岩质边坡的现场调研,研究对公路岩质边坡崩塌灾害危险性评价。分析了影响岩石崩塌灾害的因素,并通过专家评分法获得各个指标的权重值,并对公路岩质边坡崩塌灾害进行危险性分级及评价,并以k 18~k 17+400路段为例进行实例检验。     

路基水毁灾害原因分析及防治措施研究

我国西部地区山川纵横,水文地质条件复杂,各种公路路基水毁灾害频繁发生,给公路的正常运营和经济建设造成了巨大的损失。基于公路路基水毁相关研究资料和野外现场调查结果,考虑水毁承载体和破坏原因,将路基水毁划分为:边坡滑塌、路基冲毁和路基沉陷等三种类型。通过分析不同类型水毁发生的原因和形成机理,从边坡防护和路基排水两个角度,提出了公路路基水毁的防治对策。     

汶川地震公路边坡灾害分析及震后边坡灾害发育特点

汶川地震使得震后长时期公路边坡地质灾害频发,其中岩体震裂失稳是引起震后公路边坡地质灾害的主要原因。文章在震后公路沿线地质灾害调查的基础上,以地震重灾公路G213汶川～茂县段为例,介绍公路边坡震害发育特征,探讨其破坏力学机制,分析震后公路沿线边坡破坏的发育特点,结果表明:(1)公路沿线边坡失稳主要发生在坡度35°～65°范围内,属于碎石土或强风化层岩体的失稳;(2)震裂岩体的结构面破坏特征主要表现为地震力作用下结构面的延长、贯通、张开程度,以及岩块的错动、塌陷等;(3)边坡表现为以拉裂破坏为主的特征,破坏力学机制有"拉裂～倾倒型"和"拉裂～滑移型";(4)震后边坡地质灾害主要发生在雨季。     

川西高原山区公路典型灾害原因分析及防灾措施

为了研究高原山区公路沿线典型地质灾害的致灾原因，以2016年—2020年四川省甘孜、阿坝、凉山等高原山区公路典型灾害为研究对象，对比分析了不同灾害与公路断道的关系，得出了该地区典型灾害发生频率由高至低为洪水水毁、崩塌、泥石流、滑坡，断道风险由高至低为泥石流、崩塌、滑坡、洪水水毁的结论，并揭示了高原山区地形地貌高原山区地形地貌、地质、地震及次生地质灾害提供的物源条件与降雨耦合是诱发公路典型灾害的主因，且断道多发生在雨季5月—9月，灾害频繁爆发时段较雨季延迟。基于此分析，从灾害防治、防治管理及监测预警等方面提出了高原山区公路防灾措施。     

震区公路边坡与路基防灾减灾——典型破坏模式与防治技术

结合5.12特大地震震后重建的工程实际,系统总结了灾区公路边坡、路基及支撑档结构破坏模式,构建边坡及路基防灾减灾的研究框架,推出震后边坡风险评估方法、研究了公路路基和挡墙在地震时的动力反应,并对各式挡墙在地震时的性能进行了比较,得出抗震性能从差到好的顺序为:倾斜式、直立式、衡重式、俯卧式。     

三峡库区高陡边坡崩塌机理分析与治理研究

边坡崩塌是边坡病害的一种重要形式,易造成掩埋道路、车辆、行人等事故,带来巨大人员伤亡和经济损失。与滑坡在机理上有较大的区别,边坡崩塌多发生于陡峭坡段,具有典型性、突发性以及较大的破坏性。在大量调查基础上,研究了长江三峡库岸城区高陡边坡岩土体崩塌形成机理,分析了崩塌破坏的一般形式、破坏机理及处治方案。并结合云阳县清凉场高边坡治理工程实例,给出此类高陡边坡治理措施及建议。     

风化岩腔边坡的演化与应力场分析

近水平软硬互层边坡在我国西南有广泛分布,在差异风化作用下很容易形成大量岩腔,导致凸出的岩层形成危岩体并产生大量的拉裂型崩塌灾害.人工切坡从形成到因差异风化产生岩腔,从岩腔上悬臂危岩崩塌到边坡达到最终稳定状态,反映了边坡演化的典型过程.以万州地区人工高切坡为研究对象,在分析万州地质特点的基础上,阐述了软硬互层边坡差异风化岩腔的形成过程和的形成模式,分析了高切坡悬臂危岩崩塌失稳条件和崩塌规模控制性因素,推导了悬臂拉裂型崩塌灾害的岩体失稳判据,模拟分析了岩腔形成演化过程中的应力场分布及特征,为此类边坡的工程防护治理提供了科学依据.     

宝成铁路K227+404～+467大型岩质崩塌破坏机制分析

崩塌是山区最为常见的地质灾害之一，以2018年7月12日发生于宝成铁路乐素河-王家沱区间K227+404～+467段大型岩质崩塌为研究背景，采用理论分析与Midas-GTS 有限元软件模拟相结合的方法对不同工况下崩塌体的整体稳定系数、坡体位移、塑性应变等响应进行了计算，研究了崩塌体空间结构形态和破坏机制。研究发现该崩塌发生是由3组节理面组成的“V”型楔形体在降雨影响下后缘结构面发生拉张破坏，底座结构面发生剪压破坏而形成的大型滑移式崩塌灾害。     

基于概率统计理论的滚石运动轨迹数值模拟

滚石作为边坡特别是高陡边坡的一种浅表部破坏方式,是严重的地质灾害之一。因其具有突发性高、随机性强,发生频繁和破坏形式复杂等特点,一直是边坡工程勘察治理中的重点和难点。结合四川省南江县杨树村危岩处治工程,运用滚石分析软件对滚石运动轨迹进行数值模拟,分析了危岩段潜在滚石的运行轨迹——最远运移距离和最大弹跳高度以及不同位置的冲击动能和运行速度,探讨了数值模拟在滚石处治设计中的应用。模拟计算结果为“滚石的运动路径已覆盖公路及附近的房屋,严重影响公路的正常运行和居民安全”。设置拦石墙和种植乔木进行滚石防护后,保障了     

道路边坡危岩落石运动路径研究

为了研究公路边坡落石灾害的危害程度和危害风险,利用数值分析手法计算了危岩落石在沿坡面的完整运动路径。根据边坡坡度、落石和山坡面的减衰系数、落石速度等,提出一种减衰反弹接触法(DROM)的落石运动路径分析手法,以探究落石的运动特征、方向和角速度。考虑落石为多边体的非质点刚体,利用刚性的回转运动建立非质点的运动方程式。在二维落石运动路径的实例数值分析中,明确了落石水平垂直方向的运动路径、角速度和跳跃高度,为防灾减灾的工程措施提供必要的计算数据。     

V型冲沟落石防护结构设计

为了解决危岩落石对山区高铁运营的威胁,并改善乘车的舒适度,以宝兰客运专线南马棕山隧道和千家沟隧道之间的大水沟落石防护结构设计为背景,提出锚索(锚杆)框架梁边坡防护与拱形明洞相结合的综合防护设计方法;根据地形、地质情况,结合受力分析,拱形明洞防护结构独立于桥设计,其基础采用纵梁+墩、钻孔桩;应用有限元对落石的运动轨迹、冲击能量及拱形明洞结构进行数值模拟,验证了结构布置的合理性及安全性。     

高陡边坡崩塌危岩体运动轨迹及冲击能量分析

以某公路经过花岗岩开采区危岩边坡为研究对象，分析危岩段的边坡特征，对危岩体特征进行了分类，运用RocFall软件模拟滚石崩落轨迹，综合预测了滚石冲击能量。研究表明:C片区滚石风险最高，部分危岩对公路冲击能量可以达到20 070 kJ，冲击速度高达47.38 m/s；建议加强该路段的被动防护网设计。     

某铁路停车场边坡危岩落石运动分析及防治措施研究

危岩落石是山区铁路沿线主要的地质灾害类型之一,由于危岩落石运动的不确定性,目前对于落石区域的预测及危险等级的划分没有可靠的方法,在实际工程设计过程中,亦无规范或标准规定的计算方法。对此,在现场调查与分析的基础上,运用ROCKFALL软件,对某铁路停车场边坡危岩落石进行综合模拟,并预测危岩落石可能达到的区域,揭示崩塌落石的冲击特性;通过统计分析划分出落石危险等级区域,并在此基础上提出了该铁路停车场边坡崩塌落石的防治措施。     

帘式网在门头沟灵山路边坡落石防护工程中的应用

公路的边坡落石常给运输安全造成危害,对存在落石隐患的边坡进行有效防护能为公路的安全运营提供保障。传统的刚性边坡稳固阻挡技术存在工程量大、施工难、费用高等不足。以北京门头沟灵山路K7+530~+600段边坡落石防护工程为研究对象,经过前期勘察、方案论证、方案设计、工程应用等,成功将覆盖式帘式网应用于该路段边坡落石的防护。实践表明:在工程完工后的三个月时间里,成功拦截了质量为200,3 200,15 000 kg的落石,防护效果明显,确保了公路运输安全。     

山区公路高陡边坡引导式柔性缓冲系统的设计方法

为了进一步推广引导式柔性缓冲系统的工程应用，验证其防护性能和可靠性，依托渝黔线高速公路区间内某山区桥梁的高陡边坡落石防护工程，开展了工程设计计算，并对引导式柔性缓冲系统的防护性能进行分析。首先利用无人机航测建立防护区域的三维模型，明确了桥梁结构与边坡的空间位置关系和防护需求；基于危岩体实际特征对5个边坡纵断面开展了落石运动轨迹分析，根据弹跳高度和冲击动能包络值确定防护高度和防护能级指标；初步设计了引导式柔性缓冲系统的部件规格参数，建立了系统的有限元模型，并通过与关键部件试验数据对比验证了数值模型的有效性；基于离散元-有限元耦合算法，分别验算了相同初始动能的单体落石和多体落石2种工况下引导式柔性缓冲系统的内力，对比分析了有无防护时落石灾害对桥梁结构的侵害情况，从而验证了防护效果。计算结果表明：满足设计要求的引导式柔性缓冲系统能够有效抑制落石弹跳高度，从而避免落石侵限和撞击桥梁结构；引导式柔性缓冲系统关键部件内力响应均未超过设计限值，但不同工况下相同部件的内力峰值差异较大，因此，应采用各工况内力包络值进行设计，且关键构件的承载力安全储备系数不应小于1.2；防护全过程的耗能机制主要由系统塑性变形、系统阻尼以及落石与边坡和系统的摩擦碰撞3部分构成，其中塑性变形和摩擦碰撞耗能占主导地位，可分别按40%和60%的比例进行设计；拦截区段和引导区段的设计耗能比例系数可分别按0.7和0.3考虑，各区段中的主要耗能部件均为耗能器和环形网片。在此基础上，提出了基于能量匹配原理的引导式柔性缓冲系统的工程设计方法及流程，并建议了针对不同性能目标的多水准设计策略，以期发挥系统更大的防护潜能。     

山区铁路危岩落石运动特征及防治研究

以燕山中山区某高陡边坡危岩落石地段铁路路基为依托,根据危岩落石发育特征及现场调查资料,运用ROCKFALL软件建立高陡边坡落石运动分析模型,系统研究落石运动特征;揭示落石弹跳和冲击特性;预测落石运动轨迹和落点分布规律,统计分析出陡坡上约7.5 %的危岩体失稳后将侵入路基,在此基础上提出了在陡崖顶部设置1道张口式帘式网的防治设计方案。     

地震诱发崩塌滚石的运动特性及防护研究

地震是造成崩塌滚石灾害的诱因之一。以青川某崩塌滚石灾害为例，运用DDA方法，对地震诱发斜坡危岩破坏，发生崩塌滚石的运动过程进行了模拟及研究。结果表明:地震诱发的危岩体因地形及高程产生放大效应时，破坏加剧，运动能力增强；崩塌滚石运动主要以滑动、滚动、跳跃为主；坡面摩擦增大时，能够显著限制滚石的运动能力；DDA方法能够模拟崩塌滚石的运动路径，可以为防护结构的设置位置提供依据。