基于实测的望霞W1危岩体失稳动态过程分析

在地质调查和现场监测的基础上,研究了望霞W1危岩体变形-演化的动力学过程。危岩体位于重庆市巫山县两坪乡,受裂隙切割成柱状。岩性为中厚层硅质、泥质灰岩夹燧石层,危岩体下部基座为粉砂岩、粘土岩及煤线,形成上硬下软的地层结构。研究表明:危岩体局部变形失稳过程与整体失稳过程的位移变形曲线表现出相似性,可划分为前期累积变形、匀速变形、加速变形和临界加速变形等四个阶段。望霞危岩的特殊地质结构、地质环境为危岩的孕育和破坏提供了地质基础。人为活动和降雨对危岩的变形破坏具有显著的影响。     

重庆巫山县望霞危岩体破坏及变形失稳预测

望霞危岩历史上多次发生山体崩滑变形破坏,最近两次大的危岩变形破坏都发生在雨季过后的10月份。鉴于此从危岩体区域地质背景、降雨、岩体结构等几个方面分别论述了产生崩塌灾害的原因,同时根据危岩体各段的变形特征及监测资料分析。认为,望霞危岩体的产生和发展,主要受控于特殊的地质构造环境和临空的高陡边坡条件,在持续性降雨的诱发下使危岩体多次失稳。结合2010年10月21号灾变后的监测数据,该危岩体总体变形趋势持续增大,还可能再次发生破坏,为此作者采用指数平滑法预测模型,以危岩的变形值和变形速率为判据,对危岩再次失稳时间进行动态跟踪预报,根据危岩的实际情况,对部分监测点位移进行了试验性及验证性的建模和预测,取得了较高的预测精度。对该危岩体的防治施工及确保长江航运安全具有重要的意义。     

西南某水电站坝址区右岸WY3危岩稳定性研究

WY3危岩位于西南某水电站前期勘探施工临时营地正上方,基座受风化板岩层切割,上盘岩体受层面、两组中陡倾角侧向裂隙切割成块状,并呈现架空结构,后缘沿陡壁拉裂形成典型的贴坡式倾倒体。WY3目前处于时效变形阶段,一旦失稳,将对现场施工人员的生命财产构成极大威胁。通过系统分析WY3危岩体的工程地质条件后,提出了危岩体可能的破坏模式,利用离散元软件对该危岩的破坏模式进行验证并模拟了危岩的变形运动趋势,采用相应的计算公式计算危岩体在4种不同工况条件下的稳定性系数,最后提出了危岩处理措施。     

上硬下软型危岩及其失稳临界凹槽深度确定方法研究——以水富市罗岩崩塌为例

以水富市罗岩上硬下软型危岩为研究对象,基于工程地质测绘,查明危岩岩体结构形态特征,分析其不利组合及可能存在的变形破坏模式,通过岩体质量分级及临空岩体承载力分析,对鼓胀式、倾倒式两种不同破坏模式下临界凹槽深度进行反算对比。结果发现：本研究实例上硬下软型危岩失稳主要受后缘高角度结构面控制,鼓胀式失稳时所需的临界凹槽深度较倾倒式更小,更易发生失稳破坏,危岩防控应首先考虑鼓胀式危岩的稳定控制。     

三峡库区近水平厚层斜坡滑动稳定性研究——以重庆巫山箭穿洞危岩为例

以重庆巫山箭穿洞近水平巨厚层危岩体为例,通过地质环境条件、基座位移及应力监测数据等分析,总结归纳了危岩体目前的变形和受力状态,发现危岩体的强度仍在持续降低。同时,运用FLAC2D模拟手段,设置了初始天然、初始饱和、临滑、失稳4种模拟工况,研究了危岩基座岩体及泥质条带灰岩层面对危岩体阻滑规律。研究结果表明,基座泥质条带灰岩层强度的持续降低将会使得危岩体处于临滑乃至失稳状态。该稳定性分析也为进一步的防治设计提供了依据。      

危岩主控结构面变形破坏的扩展有限元法模拟分析

危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一,主要分为坠落式危岩和倾倒式危岩两种失稳形式,危岩主控结构面受荷断裂扩展是其发育成灾的关键核心。将危岩主控结构面类比为宏观裂纹,运用扩展有限元方法（XFEM）,求解结构面扩展过程的移动非连续问题,探索在荷载作用下危岩主控结构面的断裂扩展行为,以重庆万州太白岩危岩为例,考虑岩石的抗拉强度、主控结构面的几何位置与倾角对危岩的变形破坏模式与稳定性的影响。结果表明,随着岩石抗拉强度的降低,危岩的稳定性程度降低;随着主控结构面倾角的减小,危岩的稳定性程度提高,同时结构面开裂路径也明显改变;危岩体两种失稳模式的破坏机制都为拉剪机制,相对于倾倒式危岩,同等条件下坠落式危岩的稳定性更差。     

重庆南川甑子岩-二垭岩危岩带特征及其稳定性分析

在调查重庆南川甑子岩-二垭岩段88处近水平层状大型危岩形成的地质环境背景基础上,分析了危岩发育特征、影响因素以及稳定情况,查明了危岩体结构与失稳模式的相关性,分坠落式、倾倒式、滑移式三种失稳模式进行稳定性分析。研究表明该危岩带是金佛山向斜核部经长期地质演化形成的近水平层状厚层灰岩陡崖,受降雨、岩溶、底部软弱层及大面积地下采空影响形成的,属特大型危岩带。其中,危岩带内的塔状岩体是西南缓倾层状灰岩山区典型的危岩类型,破坏机理复杂,易形成崩塌碎屑流。通过稳定性计算并综合考虑现场调查结果,认为带内危岩体在天然工况下整体稳定性较高,但暴雨工况和地震工况下稳定性骤降,尤其是危岩分布集中的甑子岩、和尚帽以及二垭岩区段,具有较高的成灾可能性,亟需开展监测预警工作。     

雷波县莫红集镇后山危岩的成因机制及稳定性分析

基于莫红集镇后山危岩的地层岩性与坡体结构、工程地质、水文地质、岩体结构特征及危岩变形破坏迹象，岩体为含磷粉砂岩及灰质白云岩，危岩具有较为破碎的岩体结构及良好临空条件，在差异风化、卸荷以及裂隙水等作用影响下，稳定性将逐渐降低，最终破坏失稳。通过稳定性分析，危岩在暴雨工况下处于欠稳定～不稳定状态。危岩区单体危岩有可能产生较大规模整体变形破坏，可能产生的变形破坏将以倾倒式和滑移式崩塌为主。根据对该崩塌的稳定性分析与评价结果，提出采取被动网+拦石墙+危石清除+监测预警等工程进行综合治理的防治措施，为后期治理提供科学依据。     

大型厚层崩滑体运动特征模拟研究:以重庆武隆县羊角场镇大巷危岩为例

高速远程滑坡-碎屑流是大型危岩体失稳破坏的主要成灾模式之一,它具有启动速度快、运动距离远、覆盖范围广的特点,具有极强破坏性,预测分析大型危岩体的运动特征具有重要的研究意义。文中选取重庆武隆县羊角场镇大巷危岩为研究对象,通过调查危岩体所处的地质地貌条件和危岩体发育特征,分析总结其潜在失稳模式和失稳后运动过程,利用DAN3D动力分析软件,参考鸡尾山滑坡反演分析的流变模型和参数,对危岩失稳后形成滑坡-碎屑流的运动学特征进行预测分析。模拟结果表明:(1)大巷危岩失稳后运动过程可分为启动、偏转抛出、碰撞铲刮和远程堆积4个阶段,运动时间约为220s,形成滑坡-碎屑流的滑程为2 500m;(2)大巷危岩滑体方量530×104 m3,滑后堆积体方量790×104 m3,堆积体水平长约1 680m,平均厚度约为6m,铲刮最大厚度为8m,碎屑流运动过程中最大速度为60m/s;(3)碎屑流可穿过羊角场镇城区抵达乌江,说明羊角场镇城区在大巷危岩的危害范围内;(4)文中的模拟计算结果可为高速远程滑坡-碎屑流的危险性定量评价研究提供依据。     

G 109国道拉萨—羊八井段喀努纳危岩体变形破坏模式及稳定性分析

喀努纳危岩体发育于青藏铁路、G109国道和京藏高速公路的交汇路段,对交通工程施工建设和安全运营造成极大威胁。为了评价喀努纳危岩体的稳定程度,同时查明潜在崩塌的失稳条件和主控因素,深入系统地分析了危岩体的地质背景、发育特征及潜在变形破坏机理。利用块体理论和离散元方法,分别研究了自重条件和地震荷载作用下危岩体的稳定性及动力响应。研究表明,危岩体纵向上可以分为上部坡顶整体崩塌源、中部基岩裂隙带和下部块石堆积区,出露有4组优势结构面。通过计算得出,在自重条件下,危岩块体处于基本稳定状态;在地震荷载作用下,危岩体将会以剪切滑动、断裂坠落方式失稳;短时强震加剧了喀努纳危岩体内部损伤的累积。最后,文章给出了针对性防治和监测预警的建议。     

三峡库区望霞危岩体孕灾地质环境条件分析

危岩体是一种典型的灾害地质体,其形成、变形与破坏受控于地质环境条件,地质基础要素在孕灾的过程中起着决定性作用,各基本地质要素与灾害形成的关系是研究危岩体变形规律和破坏机理的关键性问题。通过对三峡库区望霞危岩体区域地质构造作用分析,横石溪背斜构造解析,各类地质结构面发育特征统计和危岩体岩性组合方式及工程地质条件剖析,结合危岩体两次变形破坏过程,分析各因素对危岩体的形成及变形的关系。研究认为:孕育望霞危岩体的横石溪背斜雏形形成于印支期的隆升阶段,至燕山主期形成褶皱主体,后期则以继承性改造为主,危岩体的形成及孕育主要集中在背斜核部区域,枢纽位置尤为发育。控制危岩体变形的5条关键裂缝与顶部发育的"V"字形裂缝关系密切,其是在纵弯褶皱作用下背斜顶部脆性岩层受到强烈的拉裂影响,叠加台阶式层间滑动作用,形成与轴面近于平行的拉张裂缝。在望霞危岩体中发育多组地质结构面,其中原生结构面对各条关键裂缝及关键块体提供基础背景值,控制其规模、范围及变形强度。控制着变形关键部位特别是前缘软弱层变形位置、牵引区段及强烈程度。构造结构面主要控制关键裂缝的延伸方向、距离及样式,控制关键块体的变形方向,裂解范围及规模,掉块及崩裂位置,控制危岩体底部关键部位即压张裂缝的形成位置、张开度及位移方向。次生结构面主要控制后缘变形区,对各条关键裂缝控制其继承性变形,控制关键块体扩张,对岩体裂解破坏至关重要。同时,望霞危岩体在地层岩性上构成了典型的硬—软—硬岩性组合,为危岩体的变形提供了地质结构组合条件,其底部大面积的采空区控制着危岩体整体滑塌变形。     

西龙池抽水蓄能电站下水库BW2危岩稳定性分析

BW2危岩位于山西西龙池抽水蓄能电站下水库进/出水口和地面开关站及副厂房附近,其下部基座由较软的砂质页岩夹竹叶状灰岩构成,上部为坚硬的厚层泥质条带状灰岩,而且由于受到F118断层割切,已形成一座柱状的分离体。这种上硬下软的结构是BW2危岩岩体产生卸荷松动变形的根本原因。如果BW2危岩体发生破坏,将对水库安全产生巨大的影响。通过系统分析BW2危岩体的工程地质条件后,提出了危岩体可能的破坏模式,然后利用刚体极限平衡和快速拉格朗日(FLAC3D)方法对危岩体在4种不同工况条件下的稳定性进行评价和预测,并提出危岩防治措施。     

塔柱状岩体崩塌运动特征分析

塔状岩体是中国西南灰岩山区常见的地质灾害隐患.这类岩体点多面广,破坏频率极高,诱发因素甚多.以甑子岩危岩体为例,基于影像资料,详细剖析了塔状岩体的崩塌失稳过程,重点对其失稳过程中的运动特征开展了研究.认为甑子岩危岩失稳可分为启动、加速、碰撞3个运动阶段,塔状岩体的破坏从底部开始,在上覆岩体下坠过程中,呈现出由下至上、裂缝扩展、破坏传递、空中崩解的特点.研究发现甑子岩塔状岩体的加速度曲线在下降阶段表现出类似缓冲现象的连续负向波动,且不同位置测点的运动特征曲线具有显著的时效差异性,表明塔状岩体在失稳下坠过程中同步发生着破裂、碰撞、解体等变化.     

三峡库区万州区四层岩危岩带发育特征、稳定性评价及防治对策

三峡库区万州区是危岩灾害集中发育的典型地区，位于主城区的四层岩陡崖带发育众多危岩单体，对下方公路和居民区构成严重威胁。为了有效防治该危岩灾害，首先，基于详细的野外调查和勘查，查明了危岩带发育的工程地质条件和基本特征，危岩体形态可划分为块状、板状和不规则状3种；体积从几十至几千立方米不等；破坏模式可归纳为坠落式和倾倒式2类。通过分析危岩区的地质环境条件，认为多级陡崖带地貌、上硬下软的岩性组合、结构面的组合切割、降雨和地下水作用以及植物根劈作用是导致危岩形成的主要因素。在此基础上，采用赤平投影法对陡崖带宏观稳定性进行了定性分析；进一步地，采用刚体极限平衡法对危岩体在不同工况下的稳定性进行了定量评价。结果显示，陡崖带目前整体处于稳定状态；危岩体在天然状态下多处于基本稳定—稳定状态，然而，在暴雨和地震条件下，危岩体的稳定性显著下降，且地震作用的影响比暴雨更大。最后，根据危岩体的发育特征、失稳模式及现场施工条件，提出了清除危岩、嵌补和支撑岩腔、裂缝灌浆、锚固、被动防护网等防治措施建议。本文研究成果可以为类似的危岩灾害的研究和防治工作提供参考。     

重庆市南川甑子岩危岩形成演化机制分析及防治措施探讨

地质灾害的形成严重制约地方经济的发展，灾害形成机制研究可为其治理提供科学依据。重庆市地质灾害主要表现为滑坡、崩塌。对于前者已有较多的研究，而后者开展的工作甚少。甑子岩危岩体全长近1400m，潜在崩塌体积约444．06万m3。目前危岩带岩体处于时效变形破坏阶段，变形仍在继续，特别是在暴雨及其它人为因素的作用下，很可能突发崩塌灾害，危及附近居民及铝矿厂的安全。为此已引起了有关方面的高度重视。文章从地形地貌、地层岩性、坡体结构、降雨、风化、温度、植物、人类工程活动等方面对危岩的形成机制进行分析，得出上硬、下软的岩体地质结构是危岩形成的物质条件，采矿活动是危岩形成的最重要的原因的结论。通过危岩变形破坏演化过程的剖析，确定了危岩变形的两种破坏模式：倾倒式破坏、基座剪切滑塌式破坏。在此基础上结合Ⅰ、Ⅱ区危岩的不同危害性，建议采取分区治理。通过施工条件、经济合理性、治理效果、社会效应4方面的优劣对比，对Ⅱ区危岩南坡村民居住区搬迁避让比治理Ⅱ区危岩体更经济、有效。由于铝矿厂搬迁难度极大，因此对Ⅰ区危岩体采取排水、封闭裂缝、填实采空区、填补凹腔、锚固、拦挡的综合治理措施。     

重庆武隆庆口危岩形成机制及失稳模式探讨

武隆区庆口危岩底部含0.4～0.6 m厚煤层,开采历史长达200余年,形成了大面积的采空区,已形成了宽约1.2～5.5 m的宏观裂缝,一旦失稳将直接威胁319国道和乌江航道。在对危岩地质环境条件进行分析基础上,按照采空区形成过程,结合危岩变形特征,对庆口危岩的形成机制及失稳模式进行了探讨,并应用数值模拟进行了验证。研究表明:陡崖带的地形地貌、岩性组合、岩体结构特征为危岩形成的主导因素,地下采煤是危岩形成的诱发加剧因素。煤层采进过程中上覆岩体发生了应力调整,诱发山体朝北东临空面方向外倾变形,促成了构造裂隙追踪贯通形成危岩体侧向控制裂缝,从而减弱了山体对危岩的约束,导致危岩转为沿软弱夹层与侧向裂缝的交线,朝北西临空面方向发生视向滑动。     

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。     

四川南江县三百钱沟危岩体特征及稳定性分析

三百钱沟危岩区位于县城内南江河左岸三百钱沟沟口附近,是南江县危岩崩塌地质灾害高发地带,目前三百钱沟危岩区在长约1500m范围内主要发育有13个危岩体。坠落式、倾倒式和滑移式三种类型为区内危岩的主要失稳破坏方式。本文通过危岩体稳定性进行定量计算,结合危岩体崩坏机制,提出采用主被动相结合的综合工程措施对三百钱沟的危岩体进行针对性治理。     

四川南江县三百钱沟危岩体特征及稳定性分析

三百钱沟危岩区位于县城内南江河左岸三百钱沟沟口附近,是南江县危岩崩塌地质灾害高发地带,目前三百钱沟危岩区在长约1500m范围内主要发育有13个危岩体。坠落式、倾倒式和滑移式三种类型为区内危岩的主要失稳破坏方式。本文通过危岩体稳定性进行定量计算,结合危岩体崩坏机制,提出采用主被动相结合的综合工程措施对三百钱沟的危岩体进行针对性治理。     

三峡库区黄南背西危岩体变形机理研究及失稳模式预测

自三峡库区2009年蓄水至175 m以来,库水位常年在高程145-175 m间波动,形成了高差30 m的水位变动带(消落带)。由于该变动带上岩体长期在饱和浸泡-风干曝晒的循环作用下,其物理力学强度不断减弱,于是大量的新生危岩和滑坡塌岸相继形成,此类地质灾害不仅点多面广,且破坏频率高,诱发因素甚多。本文以黄南背西危岩体为典型案例,基于影像资料、原位测试数据以及离散元数值模型深入分析了该危岩体未来失稳的破坏模式和变形成因机理,重点对该危岩体的应力场、形变场和基座岩体受水位作用影响展开研究。研究表明黄南背西危岩体发生失稳破坏的三种因素:1)底部岩体出现压溃破坏,2)底部破碎岩体受水影响劣化加剧,3)基座角砾岩岩体遇水水解。危岩体发生破坏将从其底部岩体出现压溃开始,上部岩体随后下错滑移,失稳岩体发生倾倒、滑移和坠落的复合型破坏。