地震荷载下危岩运动特征的模拟研究

西南地区地形复杂,位于地震高发区域。为了进一步研究该区域地震作用下落石的运动特征,以我国九寨沟景区内荷叶寨后山危岩带2为例。首先研究危岩带2中单一危岩体在自重荷载下的失稳情况,分别采用RocFall和非连续变形分析方法(DDA)进行模拟,结果表明:DDA和RocFall的模拟结果相近。DDA中落石水平位移模拟结果为210.6 m,RocFall中大部分落石水平位移分布在205 m附近。鉴于RocFall的局限性,采用DDA方法继续研究地震作用下危岩体的密度、高度、体积和地震波峰值加速度等因素对落石运动特征如运动轨迹、水平位移和速度的影响规律,并监测落石在坡脚附近的最大弹跳高度。研究结果表明:(1)危岩带2所处边坡自然坡角范围为65°~75°,落石在坡面上加速,在高程约2292 m(与居民区相对高差约为132 m)处发生抛射,运动方式以滚动、碰撞、弹跳为主;(2)岩体软弱结构面的贯通时间随落石密度、体积以及地震波峰值加速度增大而减小;(3)峰值速度随边坡高度、体积及地震波峰值加速度增大而增大;(4)水平位移随落石密度、边坡高度及地震波峰值加速度增大而增大;(5)坡脚处落石最大弹跳高度随各因素变量增大而增大。继续研究内部存在节理裂隙的岩体(3条平行节理将危岩分为K1~K4部分)在地震荷载下的运动特征:(1)在地震荷载作用下,危岩沿节理面发生倾倒破坏,落石水平位移模拟结果为191.5~243.8 m;(2)落石在坡脚附近的最大弹跳高度范围为0~13.8 m。     

基于AHP-3DEC的危岩落石危险性分区与评价CSCD

山区高速铁路受线路平顺性及地形的限制,部分危岩发育地段无法绕避,给工程建设及运营安全提出了严峻挑战。文章在无人机三维倾斜摄影的基础上利用数字地质调绘技术对拟建济南至枣庄铁路杏花峪隧道进口危岩体的发育特征、规模、变形破坏模式进行了准确的判识,通过将3DEC数值模拟与层次分析法结合,获得了崩塌落石的影响范围和危险性分区图,开展了危险性分区评价,提出了防治措施。研究表明:三维倾斜摄影模型识别出的12处危岩带中,只有5号危岩带威胁隧道洞口和桥台安全,并建议采用“被动防护网+明洞”方式进行综合防治。研究成果为危岩落石灾害的危险性分区评价提供参考,为铁路选线及防灾减灾提供依据。     

基于重庆某高速公路的岩崩落石数值模拟与防护研究

重庆某高速公路边坡因岩层裂隙切割、岩体差异风化、岩体卸荷等原因,形成陡崖和危岩。陡崖上发育的危岩崩塌方向均为线路所在方向,严重影响线路安全,因此合理设置防护措施十分必要。由于落石属于概率事件,具有很强的随机性,所以其冲击动能、弹跳高度以及拦石网受到落石冲击时,拦石网与防护对象之间的安全距离难以准确确定。通过现场调查、理论分析、并利用rockfall软件对岩崩落石进行稳定性分析,设定危岩体的碰撞恢复系数、坡面摩擦角度和坡面粗糙度等参数,获得边坡潜在的落石坠落轨迹,为被动防护网的设计防护等级、高度和安装位置提供依据。     

西南山区某铁路隧道口高位落石三维运动特征分析

西南山区某铁路隧道口上部广泛分布着高位危岩体,对下部隧道建(构)造物具有严重的威胁。采用Rockfall Analyst软件对该隧道上部五类不同尺寸的高位危岩体进行三维运动轨迹数值模拟,研究表明:研究区的高位危岩落石具有弹跳高度大、速度快、冲击能量高的特点;弹跳高度、运动速度与危岩落石的质量无关,冲击能量大小与落石质量成正比。分析表明:该地区高位危岩体的防护应避免单一防护措施,建议综合使用多种防护措施。     

单体危岩崩塌灾害风险评价方法——以四川省丹巴县危岩崩塌体为例

综合分析国内外危岩崩塌风险评价方法的基础上,以丹巴县双拥路危岩崩塌体为例,提出了适用于单体危岩崩塌的风险评价方法。根据蒙特卡洛法的基本原理及方法编制了危岩崩塌体的稳定性可靠度分析程序,计算了不同工况下危岩失稳的概率。同时,考虑地面建筑物对落石的阻挡影响,利用专业软件模拟落石的运动轨迹,并根据研究区的地形地貌特点进一步确定了落石的影响范围。在野外调查和收集当地社会经济资料的基础上,开展了承灾体的易损性研究,对资产的易损性进行了评价。根据危岩失稳的概率及承灾体的易损性分析,进一步得到不同工况下落石影响区内承灾体的经济损失水平,对危岩崩塌灾害的风险进行了定量评价。风险评价的结果可为危岩崩塌灾害影响区的城镇建设和规划提供科学依据,从而有效地规避风险和减灾防灾。     

桂林七星公园危岩落石治理工程 被动防护网设计与施工

结合桂林市七星公园危岩治理工程实例,探讨在危岩落石地质灾害治理工程中采用被动防护网的设计和施工,为今后的危岩地质灾害治理工程提供参考。     

危岩稳定性分析及崩塌落石计算

随着我国经济的快速发展,公路、铁路等工程的兴建,崩塌灾害日益显著。危岩稳定性分析及崩塌落石计算的准确性,对防治工程设计起着至关重要的作用。根据工程实例,对危岩进行稳定性分析并对崩塌落石进行计算,为防治工程设计提供依据。     

广东清(远)-连(州)公路边坡变形破坏类型分析

清(远)至连(州)公路是广东省粤西北山区第一条一级高等级公路。地质条件复杂,构造发育,路堑边坡高陡,建成通车后时有边坡变形破坏发生,对公路的正常营运造成了严重威胁。作者通过大量的现场调查研究,在地层岩性、地质构造、水的作用以及人为作用等因素基础上,将清-连公路边坡主要变形破坏类型划分为以下6类:坡面冲刷、崩塌、落石、坍塌、滑坡、表层溜坍、剥落。其中前4种灾害规模大、数量多,对公路运输威胁较大。并分别对不同边坡变形破坏的特征机理及其发展趋势进行了深入的分析研究,有针对性地提出了清-连公路边坡变形破坏防治的基本原则和减灾防灾策略,希望能对清-连一级公路顺利的实施升级改造有所帮助,以减轻或防止灾害造成的损失,确保公路的畅通和行车安全。     

单体危岩危险性评价与防治建议——以云南省大关县危岩体为例

基于对吉利后山危岩详细的野外调查,采用了半定量打分表对其稳定性进行初步判断。采用理论计算获得了危岩落石的运动特征参数(运动速度、弹跳高度、冲击能量),结合Rockfall软件模拟了落石的运动路径和运动特征参数,二者共同结果表明其实用性和客观性。选取1处典型危岩体计算了在天然状态、天然状态+地震2种工况下的稳定性系数,结果表明该处危岩体处于不稳定状态;最后对其危险性进行了分析。     

郑万高铁宜万段边坡危岩崩落破坏特征

危岩是山区常见的地质灾害之一。以往研究缺少对危岩整体破坏导致危岩解体方面的关注,而危岩在失稳崩落过程中的解体行为却是预测危岩影响范围和防治成效的关键所在。为此,文章以郑万（郑州—万州）高铁宜万段沿线隧道洞口边坡危岩为研究对象,从结构面角度出发,对危岩崩落破坏特征进行研究。通过对15个隧道洞口边坡的调查,首先从边坡坡度、岩性组合、相对高差三个方面总结了研究区危岩发育分布规律;然后根据边坡岩体结构特征,分析了危岩失稳模式,并基于边坡上部危岩和下部落石的体积和形状对应关系,进一步探讨了边坡危岩崩落破坏演化过程;在此基础上,利用Rockfall模拟软件对落石运动特征进行预测分析。结果表明:（1）研究区边坡呈上陡下缓地形,上部基岩裸露,坡度基本上≥70°;危岩主要发育于弱风化的灰岩和白云岩中;边坡高差在150~300 m之间。（2）边坡上部危岩将呈阶梯状方式逐渐沿基底结构面滑移或者沿后缘结构面拉裂坠落。（3）研究区危岩崩落破坏模式主要为边坡上部岩体沿结构面解体破坏。（4）大部分隧道洞口边坡落石危险性较大,严重威胁隧道洞口的安全,需要采取相应的防治措施。研究成果可为在建的郑万高铁宜万段隧道边坡危岩的有效防治提供参考。     

藏东南察达沟谷典型高位斜坡特征及风险分析

察达沟谷位于藏东南洛隆县腊久乡冻措曲下游段,为一典型的冰蚀"U"型谷,两岸高陡岸坡发育,其中察达1号高位斜坡位于某拟建线路车站东南侧,高程3700～5328 m,坡体及坡脚堆积大量块石、碎石、角砾等松散物。斜坡顶部为宗白群砾岩岩壁,高300～500 m,距拟建铁路车站水平距离约2.6 km。由于斜坡地质条件复杂,堆积体成因不明,开展高位斜坡风险评估对于工程适宜性评判至关重要。本文采用遥感分析、无人机航测、钻探、物探、现场调查等方法,查明了坡体结构,依据地形及结构特征将斜坡划分为顶部岩质斜坡陡壁、上部平缓堆积体及下部台阶状堆积体三段。在此基础上解译了潜在危岩体,计算分析了危岩体及斜坡堆积体的稳定性,模拟了崩塌落石运动特征。结果表明:顶部岩壁大规模危岩体稳定性较好,小规模危岩在极端条件下部分块体稳定性降低乃至失稳;上、下部堆积体在各种工况下均整体稳定,浅表层可能在降雨、地震等条件下局部蠕变。高位危岩落石运动仅停留在上部堆积体平台上,表层孤石运动最远处距离线路440 m,均未到达线路位置,察达1号高位斜坡潜在地质灾害对拟建铁路车站影响较小,风险可控。     

崩塌落石运动学的模拟研究

长江三峡链子崖危岩，目前正在进行全面治理，本文以链子崖东侧猴子岭崩塌落石为典型实例，开展了地质力学与数值模拟，研究了崩塌落石的运动学特征，并以防治方案提出了建议。     

九寨沟景区熊猫海上游右岸危岩发育特征及失稳机理分析

"8.8"九寨沟地震诱发大量崩塌、滑坡地质灾害。熊猫海上游右岸边坡产生大规模崩塌落石,堵塞景区道路,部分掉落熊猫海。震后斜坡仍存在部分危岩,稳定性较差,严重制约了景区恢复运行。本文通过野外调查、数值模拟等手段,分析该危岩的影响因素及失稳模式,失稳模式为滑移式。基于极限平衡法和二维离散元UDEC 6.0模拟对典型工况下危岩的稳定性计算,表明天然工况下危岩稳定;暴雨工况上部临空面附近及中部凹腔部位会发生少量落石掉块,整体仍处于稳定状态;地震作用下,潜在破裂区上部拉裂及下部剪切裂隙构成贯通破裂面而整体失稳。     

沪昆客专沙坡特大桥危岩落石形成机制及防治措施研究

沪昆高铁贵昆段沙坡特大桥线路左侧多处危岩落石对大桥构成一定威胁。本文在对区域地质环境和危岩体结构特征的调查的基础上,利用无人机航拍技术,查明了沙坡双线特大桥左侧山坡坡顶裂缝及围岩体的分布,研究了该处危岩落石体的形成的机制,并提出了采用梯形垛反压、清方、灌浆以及局部支挡的防治措施,取得了良好的经济效益,同时保障了沪昆客专安全、有序运营。     

九寨沟景区熊猫海上游右岸危岩发育特征及失稳机理分析

"8.8"九寨沟地震诱发大量崩塌、滑坡地质灾害。熊猫海上游右岸边坡产生大规模崩塌落石,堵塞景区道路,部分掉落熊猫海。震后斜坡仍存在部分危岩,稳定性较差,严重制约了景区恢复运行。本文通过野外调查、数值模拟等手段,分析该危岩的影响因素及失稳模式,失稳模式为滑移式。基于极限平衡法和二维离散元UDEC 6.0模拟对典型工况下危岩的稳定性计算,表明天然工况下危岩稳定;暴雨工况上部临空面附近及中部凹腔部位会发生少量落石掉块,整体仍处于稳定状态;地震作用下,潜在破裂区上部拉裂及下部剪切裂隙构成贯通破裂面而整体失稳。     

九寨沟景区熊猫海上游右岸危岩发育特征及失稳机理分析

"8.8"九寨沟地震诱发大量崩塌、滑坡地质灾害。熊猫海上游右岸边坡产生大规模崩塌落石,堵塞景区道路,部分掉落熊猫海。震后斜坡仍存在部分危岩,稳定性较差,严重制约了景区恢复运行。本文通过野外调查、数值模拟等手段,分析该危岩的影响因素及失稳模式,失稳模式为滑移式。基于极限平衡法和二维离散元UDEC 6.0模拟对典型工况下危岩的稳定性计算,表明天然工况下危岩稳定;暴雨工况上部临空面附近及中部凹腔部位会发生少量落石掉块,整体仍处于稳定状态;地震作用下,潜在破裂区上部拉裂及下部剪切裂隙构成贯通破裂面而整体失稳。     

三(明)-福(州)高速公路K196+425～+640段路堑右侧边坡滑坡治理

三(明)-福(州)高速公路三明段为国道G104主干线京-福高速公路在福建省三明市境内的一期工程。是一条在山岭重丘区修建的高速公路。三-福高速公路三明段SA7合同段K196 425~ 640段路堑右侧边坡原设计为6级半高边坡,并在第2和第3级设计了锚索地梁锚固。待施工至第1级时,高边坡产生较大规模滑坡,估计体积约12.5万m3。滑坡产生的主要原因是坡体工程地质和水文地质条件差。其次是源于区内连续降雨。再其次是设计锚固深度不足。后经中铁西北科学研究院论证制定了一套较完整的包括刷方减载、放缓边坡、加宽平台、分台整治、预应力锚索框架加固、仰斜坡体排水孔疏水以及地表完善的截排水系统等综合治理方案。所有加固工程完成后,在该高边坡共布置监测断面6条。至今已分别进行了4次深孔位移监测,并经1a多的检验,治理效果良好。     

阿坝州小金县落石包崩塌发育特征及治理措施

小金县地貌类型为高山峡谷地貌,高差大、地形复杂,受地层岩性、地质构造、地震及雨水作用,时有危石坠落的事件发生,5.12地震后危岩崩塌造成2间房屋毁损,严重威胁当地基础设施建设及居民生命财产安全。文章对落石包崩塌发育特征及形成机制进行系统分析和定性评价,得出了危岩体处于基本稳定^不稳定状态。提出了采取被动防护的方式,以拦石墙工程为主,局部设被动防护网,辅以清危的综合治理方案。     

阿坝州小金县落石包崩塌发育特征及治理措施

小金县地貌类型为高山峡谷地貌,高差大、地形复杂,受地层岩性、地质构造、地震及雨水作用,时有危石坠落的事件发生,5.12地震后危岩崩塌造成2间房屋毁损,严重威胁当地基础设施建设及居民生命财产安全。文章对落石包崩塌发育特征及形成机制进行系统分析和定性评价,得出了危岩体处于基本稳定~不稳定状态。提出了采取被动防护的方式,以拦石墙工程为主,局部设被动防护网,辅以清危的综合治理方案。     

危岩拦石墙计算方法研究

拦石墙是危岩主要的被动防治技术之一。通常布设在陡崖或陡坡脚前适当部位。而布设在陡崖或陡坡脚前的距离及自身高度、宽度等结构尺寸均应通过计算确定，但计算理论迄今尚未完善。作者将危岩落石作用于拦石墙的传力机理概化为落石→堤→桩及板→地基的传力过程。落石作用于挡土墙后在挡土墙内的扩散范围为一锥体，建立了落石对拦石墙的冲击力及其在土堤内部扩散的计算方法，量化了落石在墙体内的冲击深度及扩散角，即锥体的高度及顶角张开度。将拦石墙土埕等效为连续土板，则可将拦石墙概化为连续桩板结构并将冲击力均布作用于扩散锥：据此便可运用结构力学方法进行拦石墙内力计算。运用论文建立的拦石墙计算方法在三峡水库区万州太白岩实施了3km长的示范工程。多次随机落石事件显示了该结构的可靠性及有效性。