关键词： 崩塌   卸荷裂隙   危岩带   危岩体  

摘要： 基于崩塌灾害事故所带来的危害,文章以实际崩塌地质灾害点为例,分析了崩塌地质灾害点危岩体形成的影响因素,并提出了危岩体的结构特征,其目的是为灾害治理提供一些理论依据。

关键词： 危岩体   崩塌机制   结构面   被动柔性防护系统   落石冲击  

摘要： 中国山区地质环境复杂,随着人类活动范围愈加广泛,山区危岩崩塌稳定性问题逐步得到重视。随之而生的柔性防护体系作为一种新型的防护系统,具有成本低、效果好、适应性强等特点,其应用愈加广泛。本文依托张家口市西太平山地区危岩治理工程,基于其工程地质条件,揭示了危岩崩塌破坏机制,选取有限元计算方法,分析讨论了各项荷载组合下该区域拉裂式危岩体稳定性特征。进而从被动柔性防护系统作用机理出发,分析了 RXI-025型防护网于250KJ能量落石冲击下的受力变形特征。主要研究结果如下:(1)结构面有无对危岩体受力特征会产生很大影响。当不存在结构面时,最大主应力出现在危岩体上方,其值为0.079MPa,危岩体上无明显剪应力集中。当危岩体后缘存在贯通长度为1m结构面发育时,最大主应力转移至结构面尖端,数值为0.25MPa,剪应力同样在该处产生应力集中。(2)设立三类荷载组合以验算危岩体的稳定性特征,即荷载组合I:自然状态、荷载组合Ⅱ:自然状态+暴雨、荷载组合Ⅲ:自然状态+地震。数值结果表明,不同的荷载组合下危岩体的受力特征相似,均在后缘结构面尖端出现最大拉应力及最大剪应力,且其大小均为“荷载组合Ⅲ>荷载组合Ⅱ>荷载组合Ⅰ”,此规律与危岩体稳定性系数变化规律“荷载组合Ⅲ(1.03)<荷载组合Ⅱ(1.10)<荷载组合Ⅰ(1.16)”具有一致性,这说明三种荷载组合中,“危岩体自重+水平地震力”的组合使得危岩体最易失稳。(3)落石冲击过程,在开始接触得短暂时刻,防护网、支撑绳、拉锚绳的轴力都发生急剧变化,其中防护网由于与落石直接接触,所以其轴力首先开始变化,而对于支撑绳,其所承受的荷载是三者之中最大的。支撑绳对于整个防护系统起到了加固作用,实际工程中需考虑增大支撑绳的截面面积等方法以强化防护系统的整体受力性能。(4)对于较大的冲击能量,柔性防护网较快速产生最大变形,但其恢复时间也比较快,而随着落石初始动能的均匀增加,防护网的最大位移、支撑绳的最大轴力以及钢柱底部的最大弯矩的增加值逐渐减小。对于柔性被动防护体系,各构件的受力变形与落石速度的关系是一种非线性递增关系。本文研究结果有助于进一步认识危岩崩塌破坏机制,尤其是可深入揭示被动柔性防护系统的作用机理,为相关工程的方案设计及施工提供指导,对实际工程具有非常重要的参考意义。

关键词： 危岩体   稳定性   UDEC   Rockfall   防治措施  

摘要： 康定县孔玉乡寸达河坝后山危岩带位于康定县孔玉乡政府后山,该危岩区裂隙发育、岩体完整性较差。近两年受2013年4.20芦山地震和强降雨影响,崩塌区危岩体变形加剧,表层多有危岩体脱离母岩而发生崩落,对坡下孔玉乡政府所在地的人民生命财产安全和过往车辆都构成严重威胁。本文在掌握研究区地下水、风化卸荷、地层岩性、地形地貌等地质条件的基础上,全面查明了危岩体空间分布及可能的失稳模式和分类,对不同的危岩体进行了稳定性分析以及危岩可能崩塌后各阶段运动特征计算,最终提出了针对性的工程治理措施。本文的主要研究成果如下:(1)研究区岩性为白云岩,节理较发育,且坡度陡峭,有利于崩塌落石发育。通过对影响危岩崩塌发育的因素分析,总结出研究区危岩发生崩塌落石的主要因素有如下两类。内在因素主要包括:研究区地形地貌和岩体自身岩性及结构;外在因素主要包括:降雨和地下水作用、地震作用、风化作用、重力作用、人类活动和植物根劈等。(2)根据大量的现场勘察资料,结合国内外对危岩失稳模式的分类,将研究区的危岩失稳分为三种模式:滑移式、倾倒式和坠落式。分别对三种失稳模式下的危岩体利用赤平投影对其稳定性进行定性分析,然后建立模型,通过定量计算进行其稳定性分析。(3)采用离散元分析软件UDEC模拟分析不同裂隙水压力作用下危岩的稳定性情况。通过对不同高度裂隙水的控制模拟,可以得知裂隙水对危岩体产生挤压破坏,使得危岩裂隙不断扩张;在强降雨或暴雨作用下,因为裂隙水压力增大,使危岩体裂隙法向压力不断增大,所以危岩结构面不断扩张,最后导致崩塌落石。(4)引用前辈学者们对崩塌落石运动过程的研究分析,判断出研究区危岩崩落后各个运动阶段的特征。根据现场存留的一些落石运动痕迹,结合研究资料,推测出研究区以往发生崩塌落石的运动轨迹和运动特征,然后运用Rockfall软件对研究区落石的运动轨迹和特征进行反演模拟计算,其计算结果可以为之后的防治措施提供针对性的基础力学参数。(5)在对已有危岩崩塌各类防治措施及其适用性进行总结的基础上,根据研究区危岩体空间分布、可能崩落路径的地形地貌特征,结合崩塌落石运动特征和保护对象位置,针对危岩带I W1的严重性和危害性较大建议采用主动防治措施,其他危岩体进行被动防护。

关键词： 水电站   自然边坡   危岩   治理   施工  

摘要： 自然边坡是一种保障路基或工程基础稳定的坡面,在水电站等工程项目中,自然边坡的重要性在于其保障施工安全、保障水电站运营安全等方面。随着我国水力水电工程建设量的增多,越来越多的水电站投入使用。而水电站自然边坡危岩的治理和施工,成为了重点和保障前提,本文将对此进行探讨,分析自然边坡危岩的有效治理与施工措施。

关键词： 危岩崩塌   实时监测   图像处理   采集识别   数据传输  

摘要： 每年崩塌、滑坡等灾害给世界各国带来巨大的损失,危岩崩塌监测具有重要的现实意义。随着丘陵山地地区公路、栈道等基础设施建设的增多,由于危岩崩塌地质灾害导致的崩塌体公路阻塞、交通长时间拥堵等次生灾害将显著增加,因此加强危岩崩塌监测报警,及时发现危害发生,及时上报有关部门采取相应紧急措施,显得尤为重要。本文针对野外危岩崩塌监测地域存在的供电不足,网络覆盖不足等特殊环境,以图像检测法进行危岩崩塌监测,提出了一种现场采集,现场识别,仅传输预警信息的危岩崩塌实时图像监测系统方案,并自主研发了系统设备。本文主要完成了以下工作:(1)提出了基于图像方式、适用于野外危岩崩塌监测的解决方案,并建立了相应的系统设备框架;(2)提出了以危岩崩塌状态识别以及堆积物大小估测与报警为基础的,基于图像方式、适用于野外危岩崩塌监测的融合算法;(3)设计了数据采集识别设备电路系统,完成基于图像方式的野外危岩崩塌监测融合算法在FPGA上的设计与实现;(4)设计了数据远程传输设备电路系统以及系统设备集成,完成传输设备软件设计;(5)开展了危岩崩塌实时图像监测系统的功能测试与系统指标分析;根据实验测试,所设计的危岩崩塌实时图像监测系统能够实时地对危岩崩塌进行识别和报警,帧率为25fps,检测到现场出现异常后,后台服务器接收到报警信息时间最长约42.7s。

关键词： 危岩   数值模拟   Rockfall软件   运动形式   治理措施  

摘要： 危岩,是山区常见的地质灾害,因为分布广泛、形式复杂、危害严重等特点,成为国家乃至世界性的灾害难题,因此,对危岩的运动特征和治理措施开展研究,具有重要的意义。本论文以危岩崩塌的运动特征为研究对象,采用Rockfall数值模拟软件与数理统计等原理相结合的方法,主要对危岩运动参数的影响因素、危岩的运动形式和危岩的治理措施进行探讨,得到以下主要研究结果:(1)在现今所推行的危岩分类方法中新增两种危岩类型,即在原有的滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩之外,增加剥离式危岩和错位移动式危岩。不同类型的危岩崩塌的初始运动形式和速度大小都不同。(2)利用Rockfall软件模拟变坡条件下的落石运动,同时采用正交试验、极差分析和方差分析等方法,得出危岩停止运动的水平距离、危岩弹跳高度最大值和危岩在坡脚的总能量三项运动参数与各影响因素之间的关系,并分析了这些因素对危岩的运动参数影响的显著性。(3)随着边坡坡度不同,危岩的运动形式也不同,可呈现自由崩落、弹跳、滚动和滑动四种运动。通过Rockfall软件模拟,发现边坡的坡度对危岩运动形式有决定性影响。根据单一坡型模拟结果,给出危岩不同运动对应的坡度范围,并将边坡分为极陡、陡、缓和极缓四类,再由四类进行组合,得出两级以上的复杂坡的分类,并模拟这几种分类下危岩的运动形式。(4)对目前常用的危岩治理措施运用提出量化适用条件。不同类型的危岩,治理的措施也不同,并且每个措施都提出一定定量标准。最后,针对治理措施中的被动防护措施(被动防护网),东兰县武篆镇W1危岩区为例,进行Rockfall数值模拟的实际应用。

关键词： 危岩体   稳定性   数值模拟   爆破振动   控制标准  

摘要： 随着西部大开发进程的不断加快,特别是西南高海拔地区,危岩体引起的灾害事故日益增多。本文以重庆市南川区金佛山甄子岩危岩体治理工程项目为依托,根据甄子岩危岩体的工程地质条件,结合危岩体治理施工进度及安全性要求,采用现场爆破试验及数值模拟计算的方法,对危岩体治理爆破方案进行优化,应用FLAC3D软件对甄子岩危岩体进行稳定性及爆破振动效应分析,给出了爆破施工振动控制标准。论文主要研究内容如下:(1)根据甄子岩危岩体的地质勘察资料,分析了甄子岩危岩体特点及危岩体稳定性影响因素,对甄子岩危岩体发育过程、形成机制、失稳模式进行了评价,并建立符合危岩体实际的力学模型,判断其可能失稳模式为整体滑移剪切破坏模式。(2)结合甄子岩危岩体台阶式放坡清除和卸荷裂隙封闭绿化的治理方案,根据危岩体治理特点及安全性要求,进行了危岩体开挖爆破现场试验,通过爆破振动监测、危岩体位移监测等数据反馈,优化了满足实际施工要求的爆破方案;并根据特大型危岩体爆破施工特点,提出了相应的安全施工措施,并建立了较为完善的监测、监控体系。(3)采用FLAC3D数值模拟软件建立了甄子岩危岩体的计算模型,通过加载与不同段药量相对应的爆破荷载,分析了危岩体在爆破荷载作用下的动力反应,计算得出了危岩体安全系数随爆破振动大小的变化趋势。确定了该危岩体治理爆破开挖过程中,可取安全系数1.10对应的单段药量59.2kg,作为爆破施工控制药量。经现场爆破试验验证,能满足安全性要求及快速治理施工进度,可获得较好的爆破效果。(4)由于爆破近区振动速度不易获得,本文提出特定爆心距处危岩体表面测点爆破振动速度作为危岩体稳定性监测的控制标准。根据计算结果,给出了距爆心距20m处的爆破振动速度值约10cm/s作为危岩体控制振速,明确了监测点位置及控制标准,为爆破施工控制提供了参考,具有工程实用性。

关键词： 地质灾害   危岩体   成因机制  

摘要： 在现场调查、测量的基础上,对危岩体的分布、规模、形态、分区分带等特征进行了分析,并对危岩地质灾害的成因机制开展研究。分析成果表明:研究区薄厚相间的结构特征、高陡地形下的强卸荷作用、结构面相互切割及组合特点和地震及降雨等外部促发因素是危岩体形成和发展的主控条件。

关键词： 危岩崩塌灾害   警报系统   成因机制   指数平滑法   平滑系数  

摘要： 危岩崩塌是一种很常见的山地灾害,是三大自然灾害组成部分之一,严重威胁着山区公路交通安全、山区人民的生命安全。本文通过对近几年的威严崩塌灾害情况,总结国内学者的一些危岩崩塌灾害治理的研究,分析危岩崩塌灾害形成的原因,提出一种有效的危岩预警方法的论述与应用。

关键词： 官地水电站   危岩体   锚索   Catia  

摘要： 官地水电站处于高山峡谷河段。在消力池左岸边坡上部,分布约9块危岩体、危石和危石群。2015年8月24日,官地水电站大坝左坝肩下游边坡发生崩塌,崩塌块石顺L1便道冲沟滚落,毁坏被动防护网及拦石墙后,在L1便道冲沟口形成倒石堆,少量大块石顺坡滚落至消力池,威胁到消力池安全运行。本文针对其中最大危岩体W6进行了专项治理设计,利用Catia的云点设计功能,生成三维地形图,采用创成式设计功能,设计了锚索及框格梁,最终利用Catia的工程制图功能生成平面施工图。