三峡库区望霞危岩体变形破坏过程的综合监测与险情预报

三峡库区巫山县望霞危岩体于2010年及2011年两次发生大面积变形破坏,采用全站仪、裂缝位移、GPS等方法对危岩体进行了长期的变形监测,并通过地质基础的调查、监测方案的设计、监测数据的处理、宏观现象的分析,两次成功地对危岩体的垮塌变形实现了预警预报,避免了重大伤亡。研究结果显示,危岩体具有渐变和突变两种类型,在不同的变形阶段应采用相应的监测方法和监测频率,应以地质调查为基础,以监测危岩体关键部位为原则,监测数据的分析要密切结合宏观现象,从后缘、崖壁、崖底全面把握危岩体变形趋势。提出危岩体的监测应做到"详调查、细部署、观现象、握趋势、准预报"5原则,即"望霞经验"。"望霞经验"可以为危岩体的监测工作提供参考。     

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。     

巫山县望霞危岩体变形监测及破坏机制分析

2010年8月三峡库区望霞危岩变形加剧,对航道安全及坡体上居民的生产生活造成了较大影响.在对新生裂缝详细调查和对变形历史、地表位移、全站仪监测及裂缝位移监测数据分析的基础上,对望霞危岩变形特征及其成因进行了综合分析.研究结果表明:危岩体变形区总体向SW方向位移,并具有明显的沉陷变形特征.T10缝为控制性裂缝,是整个变形...     

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。     

巫山县望霞乡桐心村危岩体变形破坏机制分析

本文通过详细调查危岩体所处斜坡变形现象发现,斜坡下部有约1m厚煤层被开采,斜坡上有塌陷和岩体开裂两种变形现象,两种变形均在继续发展;且这两者均与煤层开采有较大关联。工程地质类比法认为采煤引起的沉陷-掀斜变形机制对地表变形起主导作用。采用UDEC数值模拟表明,煤层开采后,位移变形由下向上传递。地表沉陷量向临空面增加,水平位移量也向临空面增加。上部坡体变形受垂直裂隙控制,下部坡体变形受水平层面和煤层控制;整体形成沉陷-掀斜。计算变形曲线显示变形有两个阶段,突破式跳跃变形阶段和缓慢变形阶段;如果没有新的开采活动,随着时间的推移山体最终会自行稳定下来。临空面的孤立危岩体在斜坡系统平衡后仍有较大速率,其稳定性较差,建议对其进行清除。     

三峡库区箭穿洞危岩体变形破坏模式与防治效果分析

本文以三峡库区箭穿洞危岩体为例,对涉水厚层危岩体的变形破坏模式和防护措施进行了研究。根据现场调查和长期监测数据可知,干湿循环作用下基座岩体的劣化是加速箭穿洞危岩体变形破坏的主导因素,并判定其破坏模式为基座滑移式崩塌。在此基础上,将危岩体的防护治理定为两部分,分别是基座软弱岩体的补强加固,以及中上部危岩体的锚索加固。通过数值模拟对防护前后危岩体的位移场以及应力场进行了分析,结果表明危岩体上部的锚索加固能够有效控制岩体的变形,基座补强能够有效控制危岩体的最大剪应力,综合防护可以显著提高箭穿洞危岩体的稳定性。该防护措施的理念及方法,可以为库区涉水危岩体的治理提供重要的参考价值。     

链子崖危岩体变形破坏机制及整治对策

长江三峡链子崖危岩体,是目前国家治理长江航道的重点工程。本文通过对危岩体变形破坏力学机制的研究,论证了其整治对策。     

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。     

河北阜平县石滩地村危岩体变形破坏模式及稳定性分析

石滩地危岩体自20世纪20年代开始变形以来,于2016年7月19日再次发生崩塌灾害,坡体危岩体变形具有加剧的趋势,严重威胁坡脚处石滩地村安全。基于野外调查和勘测,结合已有资料,研究了石滩地危岩体变形破坏模式及稳定性。研究结果表明:石滩地村西侧危岩体变形范围大,可划分为三个危岩体区及7个危岩体带。危岩体崩塌破坏模式表现为滑移式、倾倒式、坠落式三种类型,其中南部、中部危岩体以倾倒、坠落式破坏为主,北部危岩体以滑移式为主。天然状态下危岩体处于基本稳定状态;当遭遇强降雨或地震时,危岩体处于不稳定或欠稳定状态,易发生崩塌灾害,相比于中、北部危岩体,南部危岩体更易发生崩塌。     

考虑岩体劣化的库岸典型危岩体破坏过程与长期稳定性分析

自三峡库区蓄水以来,岸坡消落带岩体劣化趋势明显,加速了岩质岸坡向欠稳定和不稳定发展,潜在崩塌涌浪灾害威胁长江航道安全。以三峡库区板壁岩为例,采用抗剪强度折减法分析在岩体劣化工况下危岩体的破坏过程与长期稳定性。结果表明：在自然工况下,板壁岩危岩体处于稳定状态;在库水+岩体劣化工况下,中部锁固段处拉应力集中,拉张裂缝逐步向顶部主控裂缝及底部基破碎带延展并相互贯通,可能发生滑移-剪切破坏;在库水+岩体劣化+强降雨极端工况下,约40个水文周期后,岩体强度下降30%,板壁岩危岩体的稳定性系数降至约1.14,处于欠稳定状态,建议进行工程防治,提高危岩体稳定性,以保障航道安全。研究结果可为三峡库区板壁岩及类似危岩体的防灾减灾工作提供科学合理的依据。     

三峡水库区危岩防治技术

危岩是三峡水库区重要的地质灾害类型之一。基于多年来对三峡水库区危岩研究和防治实践,遵循坠落式危岩、滑塌式危岩和倾倒式危岩的危岩失稳分类方案,构建了危岩防治必须坚持防治工程的宏观综合性与危岩体的微观综合性相结合、具备支撑条件时优先采用支撑技术、谨慎使用清除技术、主动防治和被动防护相结合的防治理念。概化提出了支撑、锚固、封填、灌浆、排水和清除共6类主动防治技术,拦石墙、拦石栅栏和森林防护共3类被动防护技术以及锚固一拦挡、锚固一支撑共2类主动一被动联合防治技术。详细论述了每类防治技术的技术要点。该研究成果丰富了重庆市地方标准《地质灾害防治工程设计规范》的技术内涵,对于提高三峡水库区危岩灾害的防治水平有重要价值。     

三峡库区泥质灰岩溶蚀作用与边坡岩体破坏

三峡库区泥质灰岩边坡的溶蚀与破坏问题,影响到三峡工程的顺利进行,正确掌握它的破坏规律,有利于边坡治理与防护工作。本文从岩体的基本地质信息入手,分析溶蚀作用从不同方面对边坡工程性质的影响。主要包括:岩体内部可溶岩成分被溶蚀后泥质成分富集,岩体成份发生变化;岩体密集节理裂隙发育,结构疏松,成为溶蚀液体的入渗通道,加剧深层岩体的溶蚀作用发生。溶蚀作用叠加不同的地质破坏因素后,三峡库区泥质灰岩岸坡的变形破坏类型总结为三类:薄-中厚层块裂式破坏、中-厚层点裂式破坏、厚-巨厚层层裂式破坏。     

三峡库区卧沙溪滑坡变形失稳机制分析

卧沙溪滑坡位于长江支流青干河右岸,三峡库区蓄水以来,该滑坡的变形持续加剧.地表调查表明滑坡出现了剪性、张性及挤压裂缝;GPS监测数据表明滑坡下部的变形大于上部,滑动是由于库水位下降而引起.滑坡变形机制为前缘牵引后缘平推式,前期以牵引为主,后期以平推为主.强降雨和库水位下降是滑坡变形的主要因素,当库水位在一段时期内按一定速率持续下降时,滑体变形速率明显加大.     

Mechanism and failure process of Qianjiangping landslide in the Three Gorges Reservoir,China

The Qianjiangping landslide is a large planar rock slide which occurred in July 14, 2003 shortly after the water level reached 135 m in the Three Gorges Reservoir, China. The landslide destroyed 4 factories and 129 houses, took 24 lives, and made 1,200 people homeless. Field investigation shows that the contributing factors for the landslide are the geological structure of the slope, the previous surface of rupture, the water level rise, and continuous rainfall. In order to reveal the mechanism and failure process of the landslide, numerical simulation was conducted on Qianjiangping slope before sliding. Based on the characteristics and the engineering conditions of the landslide, the topography and the geological profiles of Qianjiangping slope before sliding is reconstructed. The seepage field of Qianjiangping slope before sliding was simulated with the Geostudio software. The results show that ground water table rises and bends to the slope during the rise of water level, and the slope surface becomes partially saturated within the period of continuous rainfall. Using the ground water table obtained above, the failure process of Qianjiangping slope is simulated with the Flac3D software. The results demonstrate that the shear strain increment, displacement, and shear failure area of the slope increased greatly after the water level rose and continuous rained, and the landslide was triggered by the combined effect both of water level rise and continuous rainfall. The development of shear strain increment, displacement, and shear failure area of the slope shows that the landslide was retrogressive in the lower part of the slope and progressive in the upper part of the slope.     

三峡水库区地质灾害群测群防监测预警系统

群测群防是我国地质灾害防治的主要防灾减灾措施之一。文章在介绍三峡水库区地质灾害群测群防监测系统的构成、职能的基础上,论述了地质灾害群测群防监测点的监测方法、监测内容、监测网点的布设原则、监测网点的建立和监测系统的运行管理。介绍了三峡水库区群测群防监测减灾防灾取得的显著效果。     

三峡库区危岩体锚固计算方法及应用

根据三峡库区危岩破坏的主要荷载组合，运用极限平衡理论及岩体结构理论分别针对滑塌式、倾倒式和坠落式三类危岩建立了危岩锚固计算方法，并在三峡库区危岩稳定性分析及治理工程中进行了应用。     

三峡库区典型顺斜向岩质滑坡变形破坏特征及失稳机制分析

近年来,三峡库区城集镇开发区顺斜向岩质滑坡失稳破坏现象时有发生,研究顺斜向岩质滑坡的变形破坏特征及失稳机制对防治此类滑坡具有重要意义。本文以巫山县白杨湾滑坡为例,通过现场踏勘、钻探和多种监测手段,对这一典型顺斜向岩质滑坡的变形破坏特征及失稳机制进行了深入研究。此滑坡所处地层为巴东组第二段泥岩,岩体破碎,地下水较丰富。滑坡岩层向右边界倾斜,右边界受断层控制,断层面与岩层面相交切割形成楔形体顺斜向滑移。滑坡体积约320×104 m3,滑动方向与岩层倾向夹角60°。受坡脚开挖和坡体建筑荷载等人类工程活动的影响,滑坡于2019年7月开始出现显著变形,滑坡中部的位移速率达到2～5 mm/d。2019年9月中旬,滑坡前部设置应急抗滑桩后,滑坡变形开始减缓至0～0.5 mm/d。白杨湾滑坡对城集镇开发区金科城造成巨大威胁,建议采取“搬迁避让+工程治理+专业监测”的防治对策。本文的研究成果对指导三峡库区顺斜向岩质滑坡防治和人工开挖诱发滑坡的防治具有重要借鉴意义。