关键词： 危岩   崩塌   评价   防治措施   黄龙洞  

摘要： 黄龙洞景区位于湖南省张家界市武陵源风景名胜区,因其典型的岩溶地貌、强切割地形和高角度陡壁,在景区洞口上方形成了较多的危岩体(石),给景区参观游客及工作人员造成极大的生命财产威胁。本文简要地阐述了黄龙洞景区危岩崩塌的地质环境条件、现状、成因及发展趋势,并通过危岩崩塌运动计算,提出了防治措施及建议,为相关类型危岩体防治提供参考案例。

关键词： 危岩体   控制爆破   振动   逐孔起爆   稳定性  

摘要： 甑子岩特大型危岩体治理削方量大、施工周期长、环境复杂,治理施工过程中,通过合理的布置爆破区域及采取安全控制措施,有效地降低了爆破施工对危岩体稳定性的影响,保障了施工过程的安全。采用导爆管雷管孔内、外接力传爆的逐孔顺序微差起爆方法及预裂爆破技术,获得了较为平整的开挖坡面,半孔率高,整体爆破效果好。施工过程中按特定爆心距处危岩体表面测点爆破振动速度作为稳定性监测的控制标准,可有效降低爆破对母岩体及危岩体的振动影响,符合危岩体快速治理及振动控制的要求,有利于规范爆破施工过程控制。

关键词： 软弱基座型   危岩崩塌   应力场   数值模拟  

摘要： 危岩崩塌具有爆发突然、难以预测、危害性大等特点,准确合理推断危岩崩塌演化发展过程及趋势成为预防和治理危岩崩塌的关键性问题。以黄泥堡高边坡危岩为依托,结合现场工程地质调绘,通过分析高边坡危岩体的结构特征,得出近水平层状软弱基座型危岩体悬臂–拉裂式破坏模式;运用地质学基础理论,分析阐述高边坡危岩体崩塌的形成及演化发展过程的四个阶段;在此基础上,推导出评价危岩崩塌稳定性的表达式;采用数值模拟方法对依托工程实例进行应力场模拟分析,研究地应力场的演化特征。结果表明,岩腔底部产生应力集中现象,并且随着岩腔的发展加深而越来越明显。为高边坡危岩稳定性评价以及治理措施提供指导和借鉴。

关键词： 危岩   地质灾害   防治   研究   广西  

摘要： 文章在收集及分析10年来广西区内大量的危岩勘查、设计、施工资料的基础上,总结危岩的发育特征、岩石力学参数、破坏方式,以供对危岩进行防治工程设计时参考。同时提出利用无人机点云技术开展危岩调查,以及危岩防治措施适用条件和优化组合的建议,为广西的危岩地质灾害防治工作提供参考。

关键词： 离心模型   高陡岩体   崩塌模式   压裂溃屈   初始失稳过程  

摘要： 大型高陡危岩崩塌初始失稳过程短暂,难以在现场进行及时观测并获取有效数据,为此引入离心模型试验。以重庆甑子岩陡崖高陡危岩崩塌为原型,对危岩崩塌启动机制展开研究,获取关键数据,定量化验证甑子岩危岩失稳的关键影响因素,探索危岩崩塌的离心模型试验方法。试验较好地完成了对岩质崩塌初始失稳过程的模拟,当危岩模型底部区域抗压强度为60 kPa时,失稳时刻离心加速度为73g;当抗压强度降至40 kPa时,失稳时刻离心加速度仅为18g;对照组试验证明高陡危岩底部区域强度对其整体稳定性起控制性作用。试验模型中上部岩体的失稳方式与原型具有一定差异,分析认为其原因除试验因素引入外力作用之外,主要是由于模型材料没有考虑原型的节理裂隙与抗拉强度所致,这表明高陡危岩崩塌模式除受底部岩体强度控制外,还与中上部岩体性状密切相关。研究结果可为高陡危岩压裂溃屈失稳机制提供试验依据与数据支撑,对崩塌灾害机理研究具有重要参考。

关键词： 危岩   崩塌   落石运动   稳定性  

摘要： 危岩崩塌是一种全球性的山地地质灾害,危岩崩塌具有广泛性、隐蔽性、快速性、强致灾破坏性等特征。“危岩”是处于陡坡或陡崖上被多组岩体结构面切割在地震、重力、降水等诱发因素影响下处于欠稳定、不稳定或极限平衡状态的结构体,其形成、失稳和运动属于斜坡动力地貌过程的主要表现形式。因此,对危岩崩塌的形成原因、影响因素、危岩分类、变形特征、危岩稳定性计算、崩塌的落石运动特征以及危岩、崩塌落石的工程防治进行研究,具有重要意义。本论文以南江县杨坝粮站后山危岩崩塌为研究对象,在以下几个方面进行了研究:(1)通过现场调查和对前期资料整理分析,查明研究区的气象水文、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、工程地质条件等特征,查明研究区内影响危岩崩塌产生的主要因素,为后续的研究工作提供基础信息。(2)通过现场调查,统计研究区内危岩体的分布范围、大小、数量、形态特征、变形特征等。(3)对危岩体的形成因素和发育特征进行分析,研究其发育影响因素和变形失稳模式,并对其进行分类。(4)对危岩体的结构面进行统计,绘制裂隙极点等密度图和走向玫瑰花图,并对危岩体采用赤平投影分析其稳定性。(5)在研究区内建立崩塌落石的运动模型,模拟落石运动轨迹,滑落距离,跳高,冲击动能等,为后续防治措施提供依据。(6)利用理正对崩积堆的稳定性进行评价。(7)对研究区内的危岩体进行防治措施研究,最终确定如下防治措施:危岩体外围及两侧山脊依实际地形修建截排水沟;对坡体上已松动的危岩体进行清除;对部分危岩体裂缝进行灌浆及浆砌片石护面;在坡体下方修建被动网防护。

关键词： 危岩崩塌   类砌体   座溃解体   冲击应力波   3DEC仿真  

摘要： 危岩崩塌是灰岩地区一类常见的地质灾害,有别于红层地区危岩崩塌,其具有崩塌规模大、破坏模式复杂以及崩塌危岩解体导致破坏范围大和致灾后果严重的特点。灰岩地区危岩体内层面及其它各类结构面较发育,受各类结构面横竖交错切割,岩体完整性较差,具有典型的类砌体结构特征,在座溃破坏模式条件下,崩塌过程极易产生解体效应,故开展灰岩地区类砌体结构型危岩座溃解体研究,积极探索座溃解体过程所蕴含的相关力学机理,寻找灰岩地区危岩体崩塌解体力学判据,服务于危岩地区高位危岩崩塌地质灾害危险性评估具有重要意义。本文以重庆南川金佛山甄子岩危岩崩塌体为研究对象,在对其进行地质模型概化的基础上采用波动力学、断裂力学等方法对危岩崩塌解体过程进行了理论分析,初步探讨并揭示了类砌体结构型危岩座溃解体力学机制,相关研究成果如下:(1)将灰岩地区危岩体概化为类砌体结构模型,基于应力波在结构面间传播时具有非线性位移不连续特点,采用非线性方法,在时域范围内建立了结构面非线性位移不连续模型(双曲模型),同时依据所建立的非线性模型,利用结构面间的应力-应变关系,在时域内推导了冲击应力波在非线性法向变形结构面间传播的波动方程,初步揭示了冲击应力波在多层结构面间的传播规律。(2)基于断裂力学和波动力学,研究发现危岩体内冲击应力波的传播方向与裂纹动态扩展方向近于垂直,裂纹面处产生的反射拉伸波与入射波相互叠加,垂直于裂纹面方向的应力场表现出拉-压交替动态变化,裂纹扩展具有“波浪式”动态演化特征。(3)类砌体结构型危岩体解体是冲击应力波与结构面相互作用的结果,冲击应力波在裂纹处产生的拉应力将加剧裂纹的扩展,通过对冲击应力波垂直入射结构面裂纹时产生的拉应力进行求解,建立了冲击应力波作用下裂纹尖端应力强度因子表达式。(4)从能量角度剖析,危岩体冲击下座伴随着能量的变化,主要表现为危岩体的重力势能转化为弹性势能、动能以及表面能。当裂纹扩展所释放的弹性应变能大于裂纹建立新表面所需的表面能时,裂纹就将会发生自行扩展,为此本文提出了类砌体结构型危岩结构面断裂的能量判定准则。(5)采用3DEC数值模拟软件,对类砌体结构型危岩座溃解体进行了仿真模拟试验,模拟试验结果与现场危岩崩塌运动过程较为吻合,通过提取危岩体不同高度监测点位移和速度等数模成果发现,危岩在崩塌过程中具有多次连续冲击解体效应特征。

关键词： 重庆唐郭路   危岩崩塌   变形监测   预警预报   区域经济  

摘要： 中国西南地区危岩分布广泛、崩塌灾害频繁发生且危害性极大。危岩崩塌灾害的发生总是由于多种不确定因素造成的，其中，危岩自身的物理力学性质、结构面的发育及贯通程度，地下水的丰盈程度和水力渗透都是引起危岩崩塌的重要原因。如何判断危岩的稳定性一直是人类工程学的一个重要研究课题，它涉及的学科很多，对危岩稳定性的准确判断直接影响周边人类社会生产活动。是人类是否迁避，危岩是否需要治理，治理方案如何确定的重要研判前提。从而很大程度地影响了社会或者工程的效费比。　　本论文基于重庆市江北区唐郭路危岩工程的现场踏勘调查、勘探及实验测试、专业变形监测数据等资料，首先汇总分析了唐郭路危岩区的地貌地形、岩层性质、地质构造、地下水和危岩变形特征等地质环境条件，进而，根据现场地质条件进行危岩监测设计，针对重点危岩采用外观法和内观法结合，传统监测手段和最新物联网远程自动监测法相互配合等手段，对比分析不同方法不同监测手段获取的同一危岩监测数据，相互佐证危岩的稳定趋势和监测成果结论。本论文的主要研究工作及研究成果如下:　　(1)分析查明了研究区域的自然地理与地质环境，包括:地理位置及交通情况、气象、水文、区域经济概况、地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、不良地质现象、人类工程活动等。　　(2)分析了唐郭路危岩地质灾害特征，包括危岩的结构特征、基座特征、卸荷带特征和变形破坏特征等基本特征。　　(3)结合前期的调查分析，选择合适的监测方法和监测手段，制定危岩监测设计方案，在重点危岩体上采用多种监测手段，从宏观(外观法)和微观(内观法)，从传统人工和现代物联网自动监测等多手段进行危岩变形监测。多方法配合，相互佐证。　　(4)通过对多种监测手段获取的监测数据进行处理和分析，掌握危岩稳定状况和变形位移趋势，根据危岩变形与空间、时间之间的关系，对比分析不同监测手段得出的危岩监测成果，相互佐证，综合得出可靠的危岩稳定结论，从而提高危岩监测安全保障系数。

关键词： 危岩   发育特征   稳定性   运动特征   治理措施  

摘要： 本文基于大岙溪危岩工程实例,从危岩发育的地质环境条件入手,通过现场调查,归纳危岩基本发育特征,推演危岩形成演化过程;运用极限平衡理论,计算不同破坏模式危岩体的稳定性系数,评价不同工况下危岩体的稳定状态;对比经验公式和RocFall模拟,总结落石在整个崩落过程中的运动规律,计算落石在拟设高速公路位置的运动参数;综合以上研究成果,结合拟设公路的展布情况,提出科学合理的治理措施。主要的研究成果如下:(1)危岩沿近东西方向展布,基岩为巨厚层砂砾岩,可分为上、下两条近平行的危岩带,上部危岩带结构面不发育,以巨型块体为主,下部危岩带主要受三种类型结构面控制:反倾坡内的层面、平行坡面的卸荷裂隙和垂直坡面的陡倾构造节理,破坏方式以倾倒式、坠落式为主,少量为滑移式;(2)危岩体的演化过程为:由于岩体的差异性风化,下伏泥页岩风化强烈形成凹腔,上覆砂砾岩风化缓慢形成高陡临空面,砂砾岩中发育的节理裂隙将巨厚层岩体切割成大小不一块体,受降雨等外界因素的影响,节理裂隙不断延伸最终贯穿,致使危岩体与母岩分离发生崩塌落石;(3)稳定性分析结果表明:上部危岩带典型危岩体在各种工况下处于稳定状态,而下部危岩带典型危岩体在天然工况下都处于稳定状态,在暴雨和地震工况下坠落式和滑移式危岩体处于欠稳定~基本稳定状态,而倾倒式危岩体处于基本稳定~稳定状态,与现场调查结果相符;(4)经验公式计算得落石运动到拟设高速公路部位时各运动特征分别为:运动速度19.81～32.34m/s、冲击能量2052.5～6273.9KJ,弹跳高度0.3～3.5m,显示危岩潜在危害较大;(5)RocFall模拟结果表明:当坡形总体较一致,则落石的能量变化曲线总体表现为单峰状,当坡形微小起伏较多,则总体表现为锯齿状,当坡体有较大缓坡平台,则总体表现为多峰状;在坡面的同一位置,三种条件下的落石运动能量为:基岩坡面>岩堆坡面>土质坡面;落石在运动过程中运动形式以滚动、滑动为主,局部出现弹跳高度位置的微地貌均表现为斜坡坡度发生突变;三种条件下落石最大运动能量位置到崩塌落石发生点水平距离总体表现为:基岩坡面>岩堆坡面>土质坡面,而最大弹跳高度位置为同一位置,即坡形为控制落石弹跳高度的关键性因素;三种条件下的落石运动的水平距离总体表现为:基岩坡面>岩堆坡面>土质坡面;(6)对比经验公式计算结果和RocFall模拟结果,经验公式计算结果偏保守;(7)综合比较,提出针对危岩的治理措施为:针对拟建高速公路桥墩局部防护(普通拦石墙或桩板拦石墙)+大型凹腔危岩体支撑柱加固。

关键词： 危岩   加固模拟   稳定性分析   治理  

摘要： 危岩崩塌是我国山区多发的一种自然地质灾害。特别是在重庆市地区危岩破坏活动十分频繁。加上地质条件复杂、两江冲刷切割、人类活动和气象活动的综合影响,使得危岩稳定性逐步变差。高山地区分布着大大小小的危岩,正在威胁周边居民的生命财产安全,一旦成灾,可能造成人员伤亡、经济损失和较大的社会影响,因此对危岩的治理工作显得十分重要和紧迫。本文以重庆市万州区分水集镇危岩为例,采用现场勘察、Ansys数值模拟、刚体极限平衡三种方法。对重庆市万州区分水集镇危岩发育特征、危岩失稳模式、危岩稳定性、危岩加固治理、等问题进行更深一步的研究。最后对不同崩塌模式的危岩体,提出合理的防治建议。主要的研究内容有:（1）通过详实的野外调查及详细勘察确定了研究区危岩发育总体特征,共计有各类危岩62处,总体积56243.8m3。危岩单体以特大型最多,次为大型;危岩以中位~低位为主;危岩失稳模式以倾倒式为主,坠落式次之,滑移式最少。（2）危岩稳定性计算方法研究,从危岩的形态、变形和危岩的构造面特点出发,通过赤平极射投影图法和刚体极限平衡法进行计算分析。根据重庆市万州区危岩稳定性的真实情况,全面考虑地质条件、危岩破坏模式、危岩稳定性的分析结果,得出危岩体大多处于基本稳定状态和稳定状态。同时,大量的数据分析也证实了危岩稳定性和结构面特性、结构面组合状态、初始应力状态和岩体自身强度等的密切关系。（3）采用Ansys有限元数值模拟方法,选取滑移式和倾倒式危岩作为代表性危岩。选用弹塑性本构模型,依据实际边界条件,以锚固为主要手段,进行危岩加固模拟。模拟结果显示,滑移式危岩加固前最大位移为5.88mm,加固后最大位移仅为1.1mm。倾倒式危岩加固前最大位移为8.76mm,加固后最大位移仅为3.0mm。加固后从位移角度分析得出,危岩的加固治理效果还是比较明显的。有效地预防了自重、裂隙水压力、地震荷载等产生的不利影响,为周边地区的安全提供了保证。通过对本工程的模拟计算分析,从另一方面也验证了所选用的设计方案的正确性、可行性和有效性。从而为这种设计方案的实施提供了新的理论依据。（4）危岩的防治是一个系统性工程,在治理过程中受到各方面的影响和制约。本文基于大量的危岩防治工程的项目后,结合重庆市万州区分水镇集镇危岩实际情况,综合考虑工程重要性等级、危岩规模大小、危岩稳定性情况、施工条件等各方面因素建立了一套危岩防治原则。为了确保该原则的实用性,将该原则用于重庆市万州区分水集镇危岩实际治理,期望能达到兼顾技术、安全、经济、适用、环保等要求的最佳危岩治理效果,同时对今后重庆市危岩防治起到一定借鉴作用。