关键词： 危岩灾害   风险量化评估   失稳概率   危岩轨迹计算   空间影响概率  

摘要： 在实际工程中,危岩灾害风险评估只能由危险性与损失通过风险矩阵简单叠加得到定性风险等级,存在边缘突变性和同风险等级不可比的缺点,急需进行风险的定量评估。危岩风险的定量指标由危岩空间影响概率和受灾体损失确定,而危岩空间影响概率计算方法的研究较为薄弱,是危岩灾害风险定量评估的瓶颈。危岩空间影响概率是指危岩崩落冲击达到某一空间位置的概率,涉及危岩的失稳概率计算和运动轨迹计算两个关键技术,是目前研究的难点。为此,结合危岩灾害风险评估理论提出了危岩空间影响概率的计算方法,实现了危岩灾害风险的定量评估,主要研究工作如下:1、根据危岩灾害的发生过程,总结了危岩灾害空间影响概率的影响因子,分为稳定性影响因子和运动轨迹影响因子,并对各类因子进行了识别和敏感性分析,明确了危岩空间影响概率的主要影响因子。2、针对危岩稳定性最敏感的影响因子,进行强度参数随机特征确定方法研究,基于岩土大数据的强度参数随机特征参数推断方法,并结合可靠度理论的蒙特卡洛法,计算了常见的三种破坏模式下(滑移式、倾倒式、坠落式)危岩体失稳概率,并进行了软件模块设计,实现了危岩体失稳概率的便捷计算。3、在危岩灾害影响范围三维建模的基础上,进一步提出了基于能量增量叠加的危岩三维滚动轨迹运动方程及其求解算法,以此为基础进行了危岩体三维运动轨迹分析软件系统开发,实现了危岩体三维空间影响范围的定量评估。4、在危岩体失稳概率和危岩运动轨迹分析的基础上,提出了危岩灾害空间影响概率的评估模型和计算方法,推导了危岩体和危岩带空间影响概率计算公式,得到了基于危岩空间影响概率的风险定量指标,并进行了软件系统开发,实现了危岩灾害风险的量化评估。形成了基于危岩空间影响概率的风险定量评估方法体系,开发了危岩灾害风险量化评估软件系统,实现了危岩失稳概率评估、三维运动轨迹及影响范围评估、危岩体(带)风险量化评估,一定程度解决了制约危岩灾害风险量化评估的技术问题,具有很好的工程应用价值。

关键词： 铁路危岩   指标筛选   可拓云理论   灾害评价   防护工程  

摘要： 铁路是我国重要交通设施,其运输量大、运输速度快的技术优势使其成为我国交通体系的骨干力量。铁路建设工程越来越多,且更多往山区及偏远地区延伸,但建设沿线容易受到地质灾害的影响,造成巨大损失,其中铁路危岩落石灾害尤为严重。地质灾害危险性评价是铁路建设中一项非常重要的工作,为了提高铁路安全管理标准化水平,加快铁路发展,保障人民出行质量高要求,践行“安全优质、兴路强国”的精神,识别铁路危岩落石灾害影响因素,构建山岭地区铁路危岩落石灾害危险性评价指标体系并对其进行灾害等级研究,提高对铁路危岩落石灾害的防护能力,对全方位强化铁路安全生产,保障铁路运营安全具有重要意义。本研究以山岭地区铁路为研究背景,以危岩落石灾害及其威胁环境为研究对象,在探讨铁路危岩落石灾害目前研究现状进行整理的基础上,构建山岭地区铁路危岩落石灾害评价指标体系并对其进行评价等级划分,探索铁路危岩落石灾害防护技术。将主成分分析法和信息可替代性结合,建立指标筛选模型,赋权计算采用“改进G2法-反熵权法（EWM）-博弈论”组合方法,利用可拓云模型对研究段灾害情况进行评价分级,并采用熵权TOPSIS模型进行对比分析,验证评价结果的合理性与可靠性。本文的主要研究成果如下:（1）建立山岭地区铁路危岩落石灾害危险性评价指标体系。分析文献资料,建立包含23个影响因素的初始指标体系,采用主成分分析法和信息可替代性对初始指标体系进行降维筛选,剔除对灾害危险性等级评价结果影响不大的指标和描述信息重叠的指标,最终构建包含11个评价指标的铁路危岩落石灾害评价指标体系。参照国家现行行业规范、相关文献研究及专家意见,将铁路危岩落石灾害危险性等级划分为4级:Ⅰ（安全）、Ⅱ（欠安全）、Ⅲ（危险）、Ⅳ（极危险）。（2）归纳整理山岭地区铁路危岩落石灾害防护工程设计。明确研究区危岩落石灾害的总体防护思路,在对研究区危岩落石灾害进行防护工程设计时秉持以预防为主要目标,防护和避让相结合的原则,体现单体危岩体防护的针对性的同时,保持群体危岩体防护的宏观关联性,根据危岩体严重程度和危险性高低采取相应的防护措施。（3）构建基于可拓云理论的铁路危岩落石灾害危险性评价模型。采用“改进G2-反熵权-博弈论”组合赋权法为各指标赋权,采用可拓云评价模型,既能解决不确定性问题的随机性和模糊性,又能实现评价指标与评价等级间的统一定量描述,构建山岭地区铁路危岩落石灾害危险性评价模型,并建立熵权TOPSIS对比分析模型,对评价结果进行验证分析。（4）基于黔桂铁路K186+232.5（大莫）～K245+240.3（泗亭）段开展实例分析。选取6个典型灾害点为研究对象进行危岩落石灾害等级评价,评价结果为:P、P危岩落石灾害等级为Ⅰ级（安全）,P、P、P危岩落石灾害等级为Ⅱ级（欠安全）,P危岩落石灾害等级为Ⅲ级（较危险）,并针对评价结果对各灾害点进行相应的防护工程设计。

关键词： 危岩崩塌   新型消能加固结构   振动台试验   动力响应   数值模拟  

摘要： 我国山区面积广大,占我国总面积的69.1%,危岩体常存在于山区边坡之上,当地震来临时,危岩体极易受到扰动从而发生崩塌灾害,对建筑物、铁路、公路、水利设施以及人类的生命财产安全等造成严重损害,因此对于危岩体的加固支护也越来越受到重视。边坡危岩体支护技术可分为主动支护方式和被动支护方式。在主动支护方式中,目前所采用的支护技术,无论是锚固、支撑桩以及二者的组合都是刚性支撑,其刚度一般较大,几乎无变形协调能力,在地震的往复荷载作用下极易因微小位移而导致结构被破坏。因此针对主动支护技术研究一种具有变形协调能力的新型支护结构,在地震作用下允许其产生变形,通过变形以消耗地震能量,达到错峰减震、消能减震的目的,同时结构可大大减小几何尺寸,经济实用。该研究对于地震区危岩体的加固支护具有重要的工程实际意义。鉴于对主动支护的认识,本文对支护危岩体的新型消能加固结构进行设计并开展振动台物理模型试验,并利用数值分析方法予以对比验证,通过一系列的试验研究,得到如下成果:(1)设计普通预应力锚杆(索)加减震消能器加支撑桩的危岩体新型消能加固结构。该结构在普通预应力锚杆(索)支护基础上增加减震消能装置和支撑桩,当地震作用下锚杆(索)变形破坏后,危岩体的冲击力将作用到减震消能器上,减震消能器由支撑桩支撑,通过减震消能器的变形,可以有效降低地震的峰值能量,对于中震和大震下的危岩体安全提供了保障。(2)利用振动台试验,通过加载多震级的三种地震波(El Centro波、卧龙波、人工波),对危岩体新型消能加固结构的性能进行试验,为有效探讨其结构性能,试验同时设置了危岩体只有普通锚杆支护情况下的对比试验。试验对比表明,普通锚杆支护结构组(对照组)危岩的PHA放大系数皆大于新型消能加固结构组(加固组)危岩的PHA放大系数,表明新型消能加固结构对减弱危岩加速度具有明显效果。(3)危岩冲击力监测表明,地震作用下,在锚杆失效后,危岩体对新型消能加固结构的冲击力远远小于普通锚杆支护结构失效后的冲击力,表明新型消能加固结构能够显著减小危岩冲击力。(4)试验发现,新型消能加固结构的滑面和锚杆的破坏时间相较普通锚杆支护结构延后,说明新型消能加固结构通过消能器的滞回作用与锚杆的拉力共同作用下,危岩可在较小的范围内位移,从而使其破坏时间滞后,延长支护结构的使用寿命,增大其整体安全性。(5)采用ANSYS Workbench建立有限元模型,针对加速度响应和位移响应进行分析,计算结果与试验结果基本吻合,验证了该模型对新型消能加固结构的准确性。

关键词： 危岩崩塌   乔木根系   裂隙扩展   失稳机理   稳定性  

摘要： 我国地形复杂多样，山地、丘陵、高原等崎岖地形广布，受地质构造、地震、降雨等因素影响，危岩失稳导致的崩塌落石灾害时有发生。危岩形成过程中的伴生裂隙，有利于植物扎根，根系能够促进裂隙的扩展，从而加快崩塌落石形成。特别对于中小型危岩体而言，植物根系作用可能会成为其失稳的主要因素。本文以龙泉山地区的危岩体为研究对象，分析该地区直根系乔木根劈作用力的变化情况，在此基础上对受植物根系影响的危岩体裂隙扩展失稳机理及稳定性计算展开研究，主要研究内容如下：　　利用现场调查、文献查阅等手段，查明龙泉山地区的工程地质条件，涉及地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质条件等;通过现场调查测量、室内试验等手段，分析龙泉山地区植物根系参数之间的关系，并测定该地区岩体的力学参数;通过柔性薄膜压力传感器对直根系乔木设计现场测试试验，测量其根劈作用力，采用非线性最小二乘拟合方法，分析直根系乔木生长过程中根系周长及膨胀应力的时程变化，建立根劈作用力、生长天数及根系周长之间的函数关系;研究植物根系的根劈作用及其传递的风载作用，分析直根系乔木根系对岩体破坏作用的影响因素及作用机理。利用断裂力学的方法，判断弹性模型在此类问题中的适用性并分别给出应力强度因子、裂隙尖端张开位移和能量判据;结合调查情况改进危岩分类方法，将各类危岩物理模型简化为力学模型，结合极限平衡理论，引入有限单元法，完善植物根系作用下危岩体稳定性计算公式。针对龙泉山危岩调查数据，对比有无根劈作用下危岩稳定性系数，定量分析了根系作用对于危岩稳定性的影响程度;在量化直根系植物根劈作用力的基础上，利用有限元技术分析软件，依据龙泉山调查结果建立概念模型和数值模型，模拟根系不同生长时间下的根系作用对危岩的影响，分析裂隙附近应力、位移的变化特征。　　通过上述分析研究，在了解直根系植物根劈作用力变化规律基础上，阐述危岩受根系作用的机理，并推导出考虑根系作用时危岩稳定性的计算方法。研究成果可为崩塌落石灾害根劈作用的定量评价、深入探究根劈作用机理和完善危岩稳定性评价提供科学参考，也能为山区危岩防治提供建议。

关键词： 高陡岸坡   概算编制   漏项   临时措施费   对策分析  

摘要： 以三峡库区箭穿洞危岩为例,全面剖析长江库岸高陡岸坡类项目在概算编制中存在的重难点问题,对如何合理、准确、科学地编制长江库岸高陡岸坡概算做出了一定的探索,为长江库岸其他高陡岸坡治理工程设计概算编制提供参考。

关键词： 差异风化型危岩   动力稳定性分析   风化深度   危岩崩塌  

摘要： 为揭示差异风化危岩的位移特征和崩塌影响因素,文中以重庆市开县麻柳乡危岩边坡工程为实例,采用数值分析软件,对不同岩腔风化深度和岩体主裂隙深度工况下危岩体的稳定性进行了有限元分析。研究结果表明,岩腔风化深度为危岩体崩塌的主要影响因素,且动力作用会加速危岩体的崩塌,岩腔风化深度对危岩的崩塌预警具有重要参考意义。

关键词： 隧道洞口   落石灾害   风险评估   防护措施  

摘要： 贵南高速铁路穿越岩溶地貌区,危岩落石成为影响隧道洞口安全的重要因素。本文将隧道洞口落石风险分为初始风险和残留风险,考虑隧道洞口仰坡坡度、危岩高度、危岩发育程度、危岩大小、落石冲击力、落石区与铁路工程的位置关系等关键因素,采用定性和定量相结合的方法构建初始风险评价方法;根据落石上道、隧道洞口结构局部破损、整体倾覆破坏3种落石灾害类型,结合落石运动规律计算和动力有限元数值分析,建立了Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期残留风险评估方法;将本文建立的危岩落石灾害全过程评价方法应用于贵南高速铁路隧道洞口工程中,确定了合理的工程措施及防护参数。

关键词： 危岩崩塌   运动特征   数值模拟  

摘要： 以贵州省织金县岩脚村崩塌为例,采用颗粒流方法对暴雨工况下中心组崩塌进行数值分析,认为危岩体在暴雨工况下不稳定,并分析了崩塌失稳后的运动特征。研究成果对岩脚村崩塌防治工作具有指导意义,对贵州岩质崩塌防灾减灾提供参考意义。