三峡库区危岩稳定性分析

危岩是三峡库区主要的地质灾害之一，是地层组合、地貌特征、水动力因素及地震等因素耦合异变的结果．按危岩体发生崩塌时可能的失稳破坏模式将危岩分为倾倒式危岩、滑塌式危岩、拉裂式危岩、鼓胀式危岩和错断式危岩5类．笔者根据三峡库区危岩破坏的主要荷载组合，运用极限平衡理论建立了危岩稳定性分析方法．该计算方法已经在三峡库区的危岩稳定性分析及治理工程中得到广泛应用．     

危岩研究现状及趋势综述

危岩是山丘地区陡高边坡主要的地质灾害类型之一,多组岩体结构面相互组合构成稳定性较差的岩体称为危岩体,危岩体失稳、运动即为崩塌.笔者基于对国内外大量危岩研究资料的分析,将其研究现状概化为危岩失稳模式、危岩稳定性计算方法及危岩锚固计算方法等三个方面,据此对危岩研究的发展趋势进行探讨.     

危岩研究现状及趋势综述

危岩是山丘地区陡高边坡主要的地质灾害类型之一，多组岩体结构面相互组合构成稳定性较差的岩体称为危岩体，危岩体失稳、运动即为崩塌．笔者基于对国内外大量危岩研究资料的分析，将其研究现状概化为危岩失稳模式、危岩稳定性计算方法及危岩锚固计算方法等三个方面，据此对危岩研究的发展趋势进行探讨。     

崩滑体破坏弹冲动力特性研究

三峡库水位变动诱发和加剧了崩滑地质灾害,崩滑体破坏弹冲动力特性亟待研究.针对滑塌式危岩,建立了力学模型,构建了危岩体失稳弹冲动能计算方法;通过数学与物理描述,得到了判别危岩动力失稳的重要指标;指出危岩体动力失稳瞬间系统的临滑聚能将释放并转换为危岩崩落动能,揭示了动力系统能量释放量与弹冲动力参数的关系.     

危岩稳定性分析研究现状及趋势

危岩崩塌灾害是三峡库区乃至整个西部地区主要地质灾害类型,具有泛生性、突发性、隐蔽性及致灾严重性等基本特性。基于对国内外研究文献的检索分析并结合笔者多年在三峡库区的研究实践,将危岩稳定性研究现状概化为危岩形成机制、危岩稳定性计算方法、危岩稳定性评价方法、数值分析的应用等4个方面,系统梳理了每个方面的研究情况,发现国内外学者聚焦危岩体主控结构面端部裂纹平面扩展问题,对危岩体稳定性与变形特性的影响机制进行了深入系统的研究,但未考虑危岩空间形态的影响,缺乏对主控结构面四周贯通中部区域非贯通情形下的三维断裂稳定的研究。指出了危岩稳定性分析进一步研究中应高度聚焦的3个研究方向,即危岩体破坏的三维断裂表达、危岩体稳定性预测、危岩体稳定性监测预警技术。     

重庆渝涪路黄草山危岩形成机理及治理对策

以渝涪高速公路黄草山危岩为例,论述了危岩体地形地貌及地质构造特征,分析了其形成机理,得出在其发育过程中具有明显的链式规律,包括宏观链及微观链;将危岩体划分为群体及单体两类,分析了影响危岩形成的主要因素与过程.采用FLAC有限差分方法研究了凹腔及其上部岩体变形破坏的发展趋势.结果表明,危岩体的形成主要是由于岩腔形成过程中...     

变化裂隙岩体的压缩破坏RFPA数值模拟

岩体的结构面特征对岩体的变形与破坏产生重要影响,探讨含裂隙岩体破坏过程中裂纹扩展、强度及能量特征具有重要意义。运用数值模拟软件RFPA,选用灰岩物理力学参数,采用单向压缩应力状态,分析了裂隙岩体的初始裂隙不同水平位置、倾角及长度对裂隙岩体破坏的影响,共14个工况。模拟结果表明:裂隙的水平位置对裂纹的上、下扩展角的影响不大,随着裂纹水平位置a的增大,上裂隙扩展线出现的时间越来越早,裂隙水平位置对其峰值强度影响较小;随裂隙倾角的增长,上、下扩展角迅速降低,试件峰值强度随之增加;随裂隙长度的增加,上、下扩展角迅速增长,峰值强度呈减小的趋势;裂隙的水平位置、倾角及长度对裂隙岩体残余强度影响很小。通过对14个工况的能量和声发射活动发现:当预制裂隙远离轴线时岩体破坏呈"双峰"型破坏;当预制裂隙为陡倾裂隙时岩体破坏呈"瘦高"型破坏;当预制裂隙为缓-中倾角裂隙时岩体破坏呈"矮胖"型破坏。研究结果对灰岩地区危岩的防治治理具有重要意义。     

小堡乡花岗岩开采区危岩体基本特征及诱因分析

危岩体是极为常见的地质灾害之一,对高速公路的运营危害巨大。通过对雅泸高速小堡乡花岗岩开采区危岩体分布范围、岩体规模、危害程度等特征进行调查统计,并分析诱发危岩体因素,以此加深类似危岩灾害的认识,以便对后期治理起到一定的指导和借鉴意义。     

危岩突发性崩塌应急安全警报系统研究

以断裂力学为理论指导,提出了不同于基于极限平衡理论的稳定分析法的断裂力学稳定性分析法,研发了三维应力采集器和危岩突发性崩塌应急安全警报系统.警报系统包括三维应力采集器、有线信息处理器、警报显示器.三维应力采集器区别于普通的应力采集器,它可采集危岩体内不同深度不同位置的应力.即危岩体内的三维应力,提取这些应力中最大的剪应...     

多节理石灰岩质高陡边坡崩塌落石分析

受初期成岩作用和后期构造作用影响,灰岩中节理发育,尤其在山区易形成高陡边坡。由于地形地貌条件制约,难以对这些边坡进行接触测量,而三维激光扫描作为一种准确的非接触测量手段,可以较好地解决这个问题。基于此,对太行山南麓灰岩质高陡边坡进行调查,以其中具有代表性的边坡为对象,通过三维激光扫描,构建了边坡三维地质模型,以此为基础,进行了稳定性分析,建立了落石能量与边坡的关系,进行了基于可拓理论的多种影响因素风险分级,基于CAD二次开发了风险分级系统,并依据岩体受力特征和节理发育情况将岩体崩塌分为3类。研究结果对岩质边坡的崩塌评价具有一定的工程指导意义和理论价值。     

三峡库区陡崖形成及长期稳定性初步研究--以万州区太白岩为例

陡崖是山丘地区常见的地貌景观,是危岩灾害孕发的起源地.以三峡库区万州区太白岩陡崖为例,笔者运用危岩发育链式机理探讨了陡崖的形成过程,指出陡崖是危岩链式发育的必然结果.得到了危岩主控结构面连通率与弹性模量及危岩体损伤度之间的相关参数,运用岩石蠕变时效本构关系建立了危岩微观链蠕变稳定时间计算式,初步建立了陡崖长期稳定性预测方法.初步得到了太白岩陡崖微观链稳定时间在891～15904年之间,在8万年内将会有危岩体逐渐发育的结论.     

危岩崩落激振作用下的质点峰值振动速度

群发性危岩破坏机理必须考虑危岩体之间的相互作用,研究危岩崩落激振作用对相邻危岩块的影响具有重要意义。对危岩崩落试验激振信号进行积分变换,同时针对坠落式危岩,建立危岩崩落激振效应物理模型。依据能量守恒原理,构建危岩崩落激振作用下由激振源各向同性向外均布传播的质点振动速度计算方法。并通过实例分析,得到了与试验基本一致的结果。这对进一步实施危岩破坏及演化机制研究提供了一定科学依据。     

三峡库区典型危岩形成机制及治理技术研究

危岩是三峡库区分布广、危害大的常见地质灾害类型。研究了典型危岩的基本特征、破坏方式及形成机制,指出其破坏方式有坠落式、滑塌式、倾倒式3种类型,且危岩体破坏模式中有链式反应的影响。砂岩及泥(页)岩的强度和抗风化性能差异大,泥(页)岩因强度低、易软化、易风化而成为软弱基座,且破碎松脱之后形成凹岩腔,上部砂岩即成为危岩。研究表明:在正确分析危岩形成机制的基础上,在此类地区采取"人工清方+点锚+挂网喷浆+主动防护网"技术对危岩进行工程治理,效果明显。     

某高速公路高架桥危岩体成因分析与防治措施

为进一步研究高速公路边坡危岩灾害成因,找出影响其破坏程度的因素,并提出灾害防治对策,采用现场调查和理论分析的手段,查明了某高架桥北侧危岩体的致灾环境,从地形地貌、水文地质条件、地层岩性等方面进行分析;通过现场调研查明致灾原因,认为地质构造与地层岩性是影响危岩体发育的主要因素;最后通过力学计算提出"锚固+排水+挂网防护"的灾害防治措施。研究成果具有一定适用性,可为公路工程防减灾提供一定的依据。     

自锚型应急锚杆及其计算方法研究

危岩崩塌是一种全球泛生型重大地质灾害,其应急加固技术是危岩崩塌应急减灾的关键环节。研发了一种新型锚杆(自锚型应急锚杆),详细阐述了自锚型应急锚杆的结构组成和使用方法;建立了自锚型应急锚杆和锚杆螺栓的抗剪强度计算方法,获得了治理危岩所需锚杆数量的计算式。研究成果为应急治理危岩崩塌灾害提供了一种新技术,并可推广应用于房屋结构及桥梁结构的应急加固中。     

路堑边坡钢绞线加固的危岩体破解监测评价研究

研究了高陡路堑边坡上危岩体孤石爆破过程中孤石的安全稳定性,对保障施工的顺利进行具有重要的意义。依托广东省某高速公路土石混合路堑边坡孤石处理实际工程,系统阐述了钢绞线支护结构用于土石混合路堑边坡危岩体施工破碎过程中的监测、计算与评价分析,选取几个典型的边坡坡面孤石危岩体,分析了边坡坡面孤石危岩体是否安全稳定,客观有效地评价了孤石危岩体的安全稳定性。结果表明,四个典型危石体孤石在破解施工过程中始终是安全稳定的,不存在危岩体孤石崩塌掉落等施工安全稳定隐患。本项目的监测评价方法可为今后类似工程提供技术指导和参考。     

浅析永连公路崩塌滑坡的成因与防治

崩塌与滑坡是永连公路的主要地质灾害类型,通过对其发育特征及成生因素的初步探讨,分析了崩塌与滑坡的差异性和共同点,针对具体事例论证以暴雨为主要诱发因素导致的崩滑现象具有明显的阶段性和复活性,提出了今后有效防治崩滑的措施和建议。     

危岩主控结构面损伤-断裂数值模拟研究

危岩是迄今研究程度极其薄弱的地质灾害类型,而主控结构面受荷损伤断裂扩展过程是危岩发育机理研究的核心技术.本文通过对主控结构面裂端损伤区范围确定及损伤区损伤材料参数的求解,运用有限元数值模拟方法对天然状态工况、持续暴雨工况及地震工况进行了数值模拟,获取了不同工况主控结构面的断裂韧度富余系数,与危岩体的稳定系数具有良好的一致性.     

风载作用下震裂山体崩塌机制及稳定性评价方法

为了揭示风载作用下震裂山体的崩塌机制,建立其稳定性评价系统,在岩体震裂特征现场调查和河谷风现场测量的基础上,以茂县石大关乡崩塌为例,开展了不同条件下的大型风洞试验研究。研究结果表明:石大关乡崩塌为震裂山体在风载助推作用下发生溃崩的典型实例,此类灾害因震裂山体独特的结构特征,使得结构面对失稳模式的控制作用不再明显,加之河谷风受地形影响,分布规律复杂多变,具备与通常重力环境下斜坡失稳机制迥异的特征,整体以溃崩式失稳,表现为迅速解体溃散垮塌;岩体震裂损伤是崩塌产生的基础,渐近性风化是主要致灾因素,河谷强风的助推是崩塌发生的诱因之一;岩块的失稳风速与风的入射夹角、岩块的高宽比和后缘缝隙的宽度成反比。      

江津四面山风景旅游区红岩山危岩初步研究

对江津四面山红岩山危岩进行稳定性验算,计算结果表明红岩山危岩存在进一步发生崩塌的可能性.危岩治理十分必要.对此,提出了该地区危岩灾害防治措施,建议综合采用主被动联合方法进行危岩防治工作.用运动学方法进行落石冲击力检算、腾越计算及弹跳计算,以此结果再结合观测落石的运动轨迹和弹跳高度,以确定拦截防治工程结构物的设计尺寸和材料强度参数.