汶川地震崩塌滚石坡面运动特征

滚石坡面运动影响因素众多,分析预测困难,确定崩塌滚石危害范围,对崩塌灾害防治具有重要意义。在实测汶川地震399条崩塌滚石剖面基础上,通过统计分析研究了滚石运动特征和危害范围参数,得出如下结论：(1) 滚石坡面运动可划分为启动阶段、运动阶段和堆积阶段;56º为启动区滚石自由坠落模式和滑动、滚动模式界限,堆积区最大角度为39.6º,26º以下区域为减速带。(2) 滚石运动距离与高度的比值,随着地震烈度以及边坡岩石强度的增高而增大,并给出了统计公式。(3) 滚石最大运动距离与坡高之间以及陡坡段坡度与滚石运动扩散角之间有较好的线性关系,根据堆积区在边坡高度上所占比例,划分了两种坡面形态,给出了两种坡面形态边坡陡坡段坡度与滚石运动扩散角之间的统计关系图,可作为崩塌滚石危害范围判定的参考。     

藏东南宗坝危岩体崩塌离散元数值分析

崩塌是边坡常见的地质灾害现象,突发性强且危害性大,是工程边坡防灾减灾的重点。文章对藏东南宗坝地区某边坡开展了现场勘查,分析危岩体的发育特征,利用PFC3D软件模拟了危岩体发生失稳后的运动过程。计算结果表明：危岩体失稳后运动特征受地形条件影响较大,落石在坡表滚动、碰撞和跳跃,沿斜坡表面呈散射状向下运动。数值模拟结果初步确定危岩体失稳后的堆积特征,主要威胁范围为坡脚前缘居民区、318公路及帕隆藏布,为防灾减灾工程设计提供参考。     

青藏铁路设兴村段崩塌特征分析与运动学模拟

西藏拉萨—羊八井段建有青藏铁路、京拉公路(G109)、京藏高速(G6)三大重要交通工程和大量输电线路。然而,该区段山高坡陡,崩塌灾害频发,给交通和输电的安全运营带来极大的威胁。现阶段对崩塌灾害的分析与预测多是基于地形剖面的二维方法,限制了崩塌块石的运动方向,难以对崩塌的影响范围进行有效的评估。鉴于此,作者借助现场调查、基于无人机航摄的高精度三维地表形貌建模、崩塌运动的三维数值模拟等方法,以青藏铁路设兴村段崩塌为例,分析了历史崩塌块石分布、岩体结构面产状和危岩区特征,并进行了崩塌块石的运动学模拟。通过模拟获得了崩塌的影响范围和到达概率、优势运动路径以及优势运动路径下危岩区块石距坡面的高度和动能,结果表明危岩区的崩塌块石主要威胁输电线路和京拉公路,对青藏铁路和京藏高速无影响。相关模拟结果还对于崩塌防护范围、高度和强度的确定具有指导意义。     

地震作用下康定市郭达山危岩带运动特征

康定地区多为深切河谷地貌,山坡陡峻,基岩裸露,崩塌落石多发,地震频发。为开展地震作用下崩塌运动特征和规律研究,以康定市郭达山危岩带为研究对象,采用颗粒流离散元软件(particle flow code in 2 dimension,PFC^2D)模拟危岩带不同部位崩塌源(坡顶孤石、坡体上部碎裂岩体、坡体中部老崩塌堆积体、坡体下部块状危岩)在面波震级(surface ware magnitude,Ms) 8.0地震作用下的运动特征和破坏过程。研究结果表明: ①坡顶孤石质量越小越易启动,孤石越接近球形越易发生倾覆和滚动,沿临空面飞出后运动类型以坠落、碰撞、滚动为主,坡顶孤石的运动速率最大时达11.8 m/s; ②坡体上部碎裂岩体破坏过程可分为裂隙延伸贯通—启动坠落—碰撞解体—滚动堆积4个阶段,位于碎裂岩体上部的块石运动距离最远,达269 m; ③老崩塌堆积体块石自前向后形成碎屑流,沿坡面运动类型以滚动、碰撞为主; ④下部块状危岩运动特征为启动—滑动—挤压—解体—再滑动—再挤压—堆积; ⑤不同部位的崩塌在运动过程中块石会发生碰撞、摩擦、挤压、解体,快速消耗自身动能,导致运动距离和速率骤降。采用离散元模拟能够更全面更精细化的认识深切河谷区的崩塌,可为崩塌灾害的工程治理和山区城镇的防灾减灾提供科学依据。     

黄土填方高边坡变形破坏机制分析

本文依据西北某油田倒班基地黄土填方高陡边坡工程勘察, 研究了该边坡的变形破坏机制, 通过对边坡工程地质条件及变形破坏分析, 建立FLAC3D地质模型, 采用数值模拟方法研究了边坡变形破坏机制。研究结果表明, 主要变形区或破坏区为陡坎周围至其沿坡面向下20～25m 的范围之间, 其破坏深度底界为全新世填土层Q4与原状黄土Q3接触面, 但要重点控制沿坡面向下20～25m 的范围之间的变形。数值模拟结果表明, 该边坡目前整体稳定性较好, 不会发生整体变形破坏。     

乌鲁木齐市头屯河区二号台地边坡临界坡角研究

基于对乌鲁木齐市头屯河区二号台地人工开挖边坡及滑塌体的大量现场调查、勘测及边坡岩土体室内试验、典型边坡稳定性分析计算,得出不同岩土体、坡面形态与边坡稳定性之间的关系:滑塌堆积体体积大、一般上部为凹坡、砾石含量高、砂含量低则坡体相对稳定,现场测得这类滑塌体临界坡角约36°;砂砾石坡体表现为崩塌破坏,滑塌体含砂量越高越容易垮塌、临界坡角约28°～32°;边坡露头底部强风化泥质砂岩差异风化明显,细砾及砂含量高则易垮塌;细粉砂及含钙质结核的粉土区低缓坡基本稳定,而高陡边坡先期以蠕动变形为主,后期趋于垮塌;滑塌体临界坡角为28°～36°,且随着滑塌体临界坡角的增大,边坡稳定性系数有所提高。     

黄土崩塌的形成因素及其影响范围的确定方法

黄土崩塌是黄土地区常见的一种地质灾害,威胁着人类生产生活的安全。通过现场调查,认为黄土崩塌形成的内因主要为黄土土性特征、节理裂隙切割程度,外因主要为降雨作用、人类工程活动及生物活动。根据黄土崩塌常见的运动形式,提出崩塌体自由飞落及滚动情况下影响范围的理论公式。实例计算表明:若坡底地面水平,无论什么运动方式,崩塌影响范围为斜坡高度的0.4～0.6倍。随着坡度的变陡,崩滑距与斜坡坡高的比值也变大。当崩塌体自由飞落时,崩塌体的影响范围和碰撞点前的坡度有关。当崩塌体在坡面滑动时,崩塌体的影响范围和斜坡的坡度有关。研究结果可作为黄土地区黄土崩塌致灾范围预测方法,为黄土崩塌的防治提供理论依据。     

宜昌磷矿地质灾害现状及岩质边坡稳定性影响因素探讨

通过对宜昌磷矿矿区内崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害等影响区内岩质边坡稳定性的因素的发育现状及现有防治的调查研究,并分析了地震、降雨、露天和地下开挖对边坡稳定性的影响。得出结论有:1崩塌及其隐患(危岩)是宜昌磷矿最主要的地质灾害,其次为地面塌陷和地裂缝,滑坡和泥石流较少。2地下采空区变形是引发地面塌陷和地裂缝的主要原因,也是引发崩塌危岩的重要原因;泥石流以沟谷型泥石流为主,采矿产生的固体废弃物可作为泥石流的物源,采空区回填、修建拦渣坝是预防其充当物源的主要措施。3影响岩质边坡稳定的因素包括地质因素、自然因素和人为因素等。4露天开挖时,在坡角不变时,稳定性系数随坡高的增大而减小;开挖高陡边坡所能形成的最大坡高约为460m。5当巷道位于边坡内部时,随着开挖范围的扩大,稳定性系数逐渐减小。     

基于施工监测和三维模拟的临危边坡锚固方案研究

依据实际工程边坡案例,研究利用施工监测资料联合边坡稳定分析三维数值模拟确定临危边坡锚固方案的方法。研究表明,根据连续的监测资料可确定边坡内部剪切位移带的位置、发生区间和开始时间,据此可推测边坡潜在滑移面的位置和形状;边坡稳定分析有限元法三维模拟可以考虑坡体断面形态变化对坡体稳定和变形的影响,计算结果更具有合理性;以三维数值计算得到的坡体外部变形拟合实测变形和滑动面,依据临危边坡所处的极限平衡条件,可以确定坡体当前状态的等效力学参数;根据等效力学参数,通过三维模拟可以确定坡体最终形态下的潜在滑动面形状和位置,从而合理地确定加固锚索的长度和密度;工程运行情况表明,由此确定的加固方案是可靠的。     

基于离散元的含软弱夹层岩质边坡滑移机理分析

以苏州清明山滑坡为例,采用颗粒流软件PFC2D建立了滑坡体的二维数值模型,通过监测坡体表面不同部位的位移和应力变化情况,对边坡滑动的演化过程和破坏机理进行了详细的分析。数值试验结果显示该顺层边坡的失稳是一个渐进的过程,首先沿靠近坡面的一组软弱结构面发生滑动,下方滑床岩体在上覆滑体的挤压和摩擦作用下发生破碎,使滑动不断向深处发展。在前期形成的临空面和软弱结构面的共同影响下,滑坡后缘岩体产生一组近乎垂直的拉裂面,该竖向破裂面的存在有利于雨水入渗,进一步降低软弱夹层的抗剪强度参数,从而使边坡由小范围的崩塌破坏转为大范围的滑动破坏,属滑移-压致拉裂型滑坡。清明山滑坡滑移机理的研究对后续地质灾害治理有重要意义。     

特高位远程危岩群破坏成因及稳定性评价——以滇东北乌峰山地区为例

特高位远程危岩崩塌具有突发性强、速度快、势能大、摧毁力强、冲击性大、影响范围广等特征. 滇东北地区镇雄县5处危岩位于乌峰山南缘斜坡地带, 地层近水平, 崩塌区地形坡度达70°以上. 崩塌区和危岩区基岩裸露面积为0.07 km², 坡脚与坡顶高差达222 m, 危岩体平均高差159 m, 落石水平最大位移216 m, 属典型特高位远程危岩群. 采用定性和定量方法, 结合内外部条件, 综合分析危岩的10项基本影响因子, 评价其稳定性. 5处危岩在不同工况下稳定性差, 破坏模式为倾倒式, 高速远程动力崩塌易产生碎屑流, 呈散态扇形高速冲击流动, 裸露区面积大, 生态环境脆弱, 亟待治理.     

四川名山白马沟危岩体稳定性评价与落石轨迹分析

危岩体是指由结构面切割形成的在一定诱发因素下失稳破坏的岩体,其作为常见的自然地质灾害之一,严重影响山区人类生命财产安全。对危岩体的勘查、稳定性评价、风险评价是地质灾害预防的研究难题。受人类工程活动影响,名山县新店镇白马沟内存在多处危岩体。通过对国内外研究文献的查阅分析并结合白马沟危岩体的分布特征、发育特征、崩塌落石运动特性进行分析与研究,初步总结出了白垩系上统灌口组(K₂g)危岩体的形成、分布规律及成灾机理,并对该区4个危岩体利用Rockfall 进行数值模拟计算,计算其运动速度及运动轨迹,计算岩石弹跳高度及距离等。为此类工程地质条件下的的危岩体稳定性评价及运动轨迹的分析提供参考,同时对于崩塌危岩体灾害预防与减灾技术研究有积极意义 。     

新疆维吾尔自治区乌恰县康苏红层崩塌运动学特征研究

以新疆维吾尔自治区乌恰县康苏红层崩塌为例, 基于DAN-W运动学模型进行了红层崩塌碎屑流空间预测评价, 同时根据无人机航拍图和野外地质现场调查, 结合崩塌研究区的工程地质要素, 分析该崩塌的形成特征和失稳模式。结果表明:该崩塌为拉裂式崩塌, 主要受危岩体岩性组合和坡体结构面组合控制, 其孕灾模式为差异风化阶段→岩体结构变形破坏阶段→悬挑危岩阶段→崩塌失稳落下阶段, 具有典型的碎屑流运动特征。同时利用动力学模型软件DAN-W对该崩塌碎屑流的运动过程进行计算, 得到崩塌碎屑流的运动时长约为50 s, 堆积体平均厚度达到2 m, 最大速度为11.5 m·s-1, 冲击最远距离达到315 m, 与实际情况相符。表明DAN-W模型可以用来分析红层崩塌碎屑流的动力学灾害效应, 为红层地区类似的潜在崩塌碎屑流灾害的形成特征和运动效应分析提供借鉴。     

顺层路堑边坡锚杆支护稳定性的有限元模拟分析

基于理想弹塑性本构模型和Drucker-Prager准则,运用ANSYS软件和有限元数值模拟技术,建立了顺层岩体边坡的有限元分析模型。结合沪蓉国道主干线宜昌至恩施公路白氏坪-榔坪段顺层路堑高边坡工程实例,对顺层岩体路堑边坡布设锚杆支护前后的应力、变形和稳定性进行了模拟分析。分析比较表明,锚杆支护结构可以减小边坡临界状态下的最大位移、增大最危险接触面的摩擦力和提高边坡的稳定性系数,从而能有效地提高边坡的稳定性以防止顺层滑坡的发生。     

鄂西山区崩塌落石运动特征及危险性分析

以远安县瓦坡崩塌区为例,通过地质调查、野外测绘、无人机航拍,建立了瓦坡崩塌区三维模型,基于Rockfall Analyst（RA）分析软件,实现了瓦坡崩塌区大量崩塌落石三维空间下运动路径、高度、能量等要素模拟,探究了崩塌区落石的三维运动特征,开展了崩塌区落石危险性评估,为崩塌落石的防治提供科学参考。研究结果表明:崩塌区危岩主要破坏形式为倾倒式,目前处于欠稳定状态;模拟落石三维运动轨迹与已有落石点基本重合,说明此次模拟结果与实际情况较为吻合;落石运动过程中以碰撞弹跳、自由飞落为主,落石主要集中在崩塌区下部冲沟及公路内,部分落石达到居民区,在崩塌落石区下部公路、冲沟及崩塌区右侧危险性较高;崩塌落石防治工程建议采用危石孤石清除+被动防护网,在公路内侧、斜坡下方分别设置5 m高和3 m高抗冲击力2 000 kJ的被动防护网,可有效拦截落石。     

采用锚固和支撑与新型防护网SNS联合治理黄山风景区云汤线危岩崩塌

将传统的支撑锚固与新型SNS边坡防护技术应用于危岩的治理工程,不但解决了大块危岩治理问题,还解决了松动而无法清除危岩的崩落、掉块问题,且对自然景观破坏小,对旅游公路运营影响小,解决了场地狭窄与工程安全的矛盾,施工方便迅速,工程安全可靠。     

采用锚固和支撑与新型防护网SNS联合治理黄山风景区云汤线危岩崩塌

将传统的支撑锚固与新型SNS边坡防护技术应用于危岩的治理工程,不但解决了大块危岩治理问题,还解决了松动而无法清除危岩的崩落、掉块问题,且对自然景观破坏小,对旅游公路运营影响小,解决了场地狭窄与工程安全的矛盾,施工方便迅速,工程安全可靠.     

震裂山体崩塌形成特征及运动学三维模拟——以汶川县三官庙村崩塌为例

三官庙村震裂山体位于汶川强震区,又于2018年7月20日和2019年8月22日发生了两次震后崩塌灾害,严重威胁坡脚居民生命财产安全.通过对震裂山体危岩现场地质调查、无人机航测和室内三维数值模拟,阐述了震裂山体-崩塌发生的成因机理和动力学过程,并对潜在危岩区的危险性进行了分析评价.研究结果认为,此类崩塌形成过程可划分为3...     

青藏高原察达高速远程滑坡运动过程与形成机理

为了了解青藏高原察达高速远程滑坡的运动过程与形成机理,运用遥感测绘、无人机地形测绘和现场勘查资料对滑坡进行分区,对滑坡形成机理进行研究,并利用PFC2D数值模拟对地震工况下滑坡运动过程进行模拟.将察达高速远程滑坡分为源区,流通区和堆积区;数值模拟结果得到滑坡平均运动速度为15~20 m/s,运动时间150 s,最大运动距离为2 800 m.察达滑坡为地震条件下诱发的高速远程滑坡,源区砾岩对上部堆积体后缘铲刮推移,使得上部堆积体产生整体变形,其运动过程可分为崩滑→铲刮→滑移→堆积4个阶段.      

北京雁栖镇典型危岩基本特征及稳定性分析

本文以北京市怀柔区雁栖镇研究区崩塌体为研究对象,通过现场调查和岩块试验检测,查明了崩塌体的基本特征。采用赤平投影分析法,对崩塌危岩带整体稳定性进行定性分析;运用极限平衡法,针对不同工况条件,对单体危岩崩塌进行定量评价。在此基础上,提出了具有针对性的治理措施。研究结果表明:（1）研究区内崩塌隐患点所在斜坡危岩带基本处于不稳定状态;（2）单体危岩W1、W2、W3在自重+裂隙水压力（天然状态）工况条件下,稳定系数1.02～1.17,均处于欠稳定状态;在自重+裂隙水压力（暴雨期间）工况条件下,稳定系数0.82～0.98,均处于不稳定状态;在自重+裂隙水压力（天然状态）+地震力工况条件下,稳定系数0.72～0.83,均处于不稳定状态。（3）提出的以清理危岩为基础,“主动+被动防护网”的综合工程治理措施在北京地区是可行的。研究成果可以作为北京地区开展崩塌灾害工程治理的参考。