降雨诱发山区公路边坡危岩崩塌机理研究

危岩崩塌是危害山区公路安全的主要地质灾害类型之一.以2018年汛期暴雨诱发的北京市房山区军红路塔柱状危岩崩塌为例,基于现场调查、工程地质分析、岩石物理力学实验、数值模拟等方法,从孕灾地质背景、岩体物理力学性质、降雨触发因素等方面分析了崩塌成因,利用UDEC软件模拟了地下水渗流、岩体强度软化对斜坡变形的影响.调查研究结果表明,军红路崩塌为发生在反倾斜坡中的塔柱状危岩崩塌.边坡上部塔柱状危岩由玄武岩被深大裂缝切割形成孤立的塔柱状危岩,下伏含大量黏土矿物的凝灰岩在长期风化作用下形成陡坡,构成灾害易发的靴状地貌.临崩的短时强降雨入渗在斜坡中形成地下水渗流,渗透压力导致岩体结构调整、斜坡变形,基座岩体在充分饱和、岩体强度降低的作用下,最终发生压裂破坏诱发危岩整体下座,冲击铲刮下部岩体并沿路堤下方斜坡运动,堆积在沟底.     

基于无人机倾斜摄影的强震区公路高位危岩崩塌形成机制及稳定性评价

强震区公路高位危岩崩塌具有极高隐蔽性和危害性,传统的接触式勘察方法难以有效调查震后位于公路两侧高陡斜坡体上的危岩崩塌体。提出一种基于无人机的倾斜摄影测量技术,该技术采用无人机超低空采集高位危岩体的高清影像数据,构建三维空间模型,从而提取危岩体特征参数,为危岩体稳定性分析提供数据支撑。利用无人机对某高速公路危岩崩塌地质灾害路段进行调查,对无人机倾斜摄影测量成果进行分析,明确调查区19处危岩崩塌体特征和崩塌成因机制,在此基础上评价典型崩塌体稳定性。并且使用RocFall软件模拟分析典型危岩体崩落运动轨迹,研究高位危岩崩塌对公路的危险性。研究成果对强震区山区公路高位危岩崩塌勘察、稳定性评价工作具有重要的参考价值。     

地震作用下非贯通节理岩体斜坡破坏的物理模型试验研究

地震作用下高斜坡破坏的发生发展过程比较短暂、剧烈,破坏机理相对复杂。本文采用模型试验的方法来研究地震作用下非贯通节理岩体斜坡的反应。试验结果表明:节理上的应变最大,模型上部应变大于下部应变;节理贯通机理复杂,多为拉剪复合型破坏;节理的贯通并不意味着斜坡的破坏,而是破坏了斜坡的整体性,使其处于临界状态。试验揭示了此类斜坡在地震作用下的动力响应及破坏机理,可为理论和工程实践应用提供有益的参考和指导。     

地震作用下反倾岩质斜坡动力响应规律及频谱特征研究

以四川昌都贡扎滑坡为原型,设计制作了1:1000的振动台试验模型,开展了包含软弱岩性组合和贯通性结构面的反倾岩质斜坡的振动台模型试验.考虑场地工程地质条件和场地特性,将富含多种频率的人工合成基岩地震波作为动力输入条件,探讨了不同概率水准人工合成地震波作用下反倾岩质斜坡的动力响应规律,并与输入正弦波的放大效应规律进行对比...     

库车迪那2井区主干道桥梁四号桥台地基边坡危岩体的地震稳定性分析

四号桥台是位于阿日卡尔峡谷西岸边缘的重力式桥台。通过对桥台地基岩层中发育的节理裂隙的详细勘察,可将节理归结为三种成因:①构造节理;②风化节理;③边坡重力滑动节理。其中,峡谷边坡重力滑动形成的节理是构成对桥台地基岩体稳定性的最大威胁。通过物探、钻探和现场节理裂隙注水试验,探明这组重力滑动节理发育深度达40余m。依据边坡滑移式危岩体特征,以不同地震动载荷条件进行计算和综合分析,当地震动加速度≤0.04g时,边坡危岩体处于基本稳定状态;当地震动加速度在0.05—0.12g的范围内时,边坡危岩体处于欠稳定状态;当地震动加速度≥0.13g时,边坡危岩体进入不稳定状态,随时有发生滑塌的危险。经地震危险性概率分析,四号桥台场地未来50年超越地震动加速度0.13g的概率高达40%。     

反倾巨厚层状岩体地震滑坡特征分析

针对汶川大地震中产生的在反倾巨厚层状岩体中滑坡的特征,以甘肃武都寨子崖滑坡为实例,通过详细的野外地质调查,结合滑坡区的工程地质环境和面波测试成果,综合分析反倾巨厚层状岩质边坡中形成滑坡的条件,研究其特征和演化机制。不发育结构面、尤其不发育缓倾坡外结构面时此类边坡不具备产生重力滑坡的条件;此类斜坡在仅有水平地震力时同样不易形成滑坡,双向地震力共同作用时易产生地震滑坡。     

重庆巫山望霞W2-2危岩体失稳演化过程分析

重庆市巫山县望霞危岩是长江三峡黄金水道巫山段左岸的一处典型重大危岩体,2010年雨季出现明显变形,随后转入应急监测,并依据监测成果两次成功预警。本文基于地质分析和监测成果,研究望霞W2-2危岩体变形-演化的动力学过程,发现持续降雨是崩滑灾害发生的直接诱发因素。雨水渗入浸泡使泥岩软基强度降低,塑流变形加剧,加大了危岩的下部变形程度,使上覆砂岩层沿接触底面出现拉裂。同时水体作用造成危岩中节理、裂隙极其发育。W2-2危岩体变形破坏演化过程可分为前期累积变形、匀速变形、加速变形和临界加速变形四个阶段,其中加速变形点和临界加速变形点具有很好的预警指示意义,加速点可视为岩体稳定与不稳定破坏的分界点。     

地震作用下节理岩质边坡稳定性影响因素研究

汶川地震灾害调查表明,在基岩山区地震滑塌主要发育在局部强度相对较大、节理较发育的厚层或块状岩体中.以岩石中含两组节理的岩质边坡为例,输入实际的地震记录,采用离散单元法进行数值模拟,分别探讨坡高、地震烈度、坡角及节理倾角组合对节理岩质边坡稳定性的影响.结果表明:地震作用下坡体中质点的加速度、速度具有高程放大效应;节理岩质边坡稳定性随着坡高、坡角和地震烈度的增加而降低;两组节理不同组合的岩质边坡,其稳定性变化较为复杂,受节理倾角与坡角的关系、节理的倾向、两组节理之间夹角等因素的影响.节理岩质边坡在地震作用下是受拉区逐渐向受剪区扩展而最终导致边坡失稳破坏,是受拉和受剪的复合破坏.上述初步结论为评价山区节理较发育的岩质边坡在地震作用下的稳定性提供一定的依据.     

基于振动台试验的黄土塬边斜坡变形失稳模式研究

以甘肃省平凉市的典型黄土塬斜坡为原型,开展含裂隙黄土塬边斜坡与不含裂隙黄土塬边斜坡的振动台对比模型试验,研究不同强度地震作用下两种黄土斜坡的变形失稳特征。结果表明:两种不同结构的斜坡在不同强度地震作用下的破坏特征显著不同,裂隙的存在降低了含裂隙斜坡的抗震稳定性。随着输入地震波幅值的增加,含裂隙斜坡的变形破坏过程为:坡顶裂隙处先后发生裂隙前缘崩塌、坡面溜土、临空面方向大位移、坡面中部和坡脚鼓胀、剪切滑移、发生多级滑动,同时坡体后缘产生新的拉张裂隙;无裂隙斜坡的破坏过程为:坡顶形成拉张裂缝、坡面溜土、坡脚鼓胀、发生单级滑动。两种结构边坡的变形破裂包括倾倒—拉裂与剪切—滑移两种模式,斜坡的变形演化是两种模式相互作用的结果。     

崩塌体运动的全过程模拟及工程应用研究

基于颗粒流程序,建立颗粒-颗粒之间和颗粒-墙体之间线性接触刚度模型、滑动模型和带滞后阻尼性质的接触模型,对危岩体崩塌各个运动过程进行数值实验,得出一种比较理想的模拟方法和参数选取方法,对于研究含有多种运动形式的危岩体崩塌复合运动有一定的参考价值。结合工程实例,模拟危岩体自脱离边坡坡面到运动终止的全过程,并说明模拟方法的有效性,预测危岩崩塌体的滑落距离和任意位置处的速度,为选取合理的防治措施提供指导。     

红石岩与甘家寨特大型地震崩滑体特征及其成因

2014年云南鲁甸M_S6.5地震触发了大量滑坡和崩塌,其中规模最大的是红石岩和甘家寨,二者体积均超过1 000×10~4m~3。基于震后科考,对这2个崩滑体特征和成因进行了分析。结果表明:震区位于凉山次级活动块体的前缘部位,地震活动频繁,平均6a就有1次5级以上地震发生。频繁而强烈的地震活动,对浅层岩体造成累积的破坏效应,极大地降低了斜坡的力学强度,这是红石岩、甘家寨等崩滑体发生的基础条件。红石岩特大型崩滑体,其形成与巨大的地形高差、陡峭的地形坡度、软弱地层和节理、裂隙的发育有着内在的密切联系。其形成主要经历了3个过程:第1阶段,在强震动情况下,顺河节理、卸荷裂隙以及横河向节理进一步张裂、贯通,在垂向上分割出不同的块体;第2阶段,岩体沿层间节理进一步发展,切割垂直方向的块体,形成纵横立体交叉的岩石块体;第3阶段,前2个阶段形成的岩体失去稳定,向坡下倾倒、坍塌,并沿软弱地层滑面下滑、倾倒,堵塞河道形成堰塞湖。甘家寨特大型滑坡,则为大型凹坡中下部发生的风化层滑坡,其形成过程大致为:首先,在地震力和重力的双重作用下,四周土层向凹坡中轴的下部运动、聚集,因下部松散土层含水量和容重最大,其所遭受的地震惯性力最大,最先产生塑性破坏而挤压膨胀变形;第2阶段,因坡度较陡,随着斜坡下部挤压塑性变形区进一步扩大,在斜坡中部某个部位产生拉张区,当超过风化层抗拉强度时产生破坏,滑坡体顺势快速滑出。这2个特大型滑坡代表了鲁甸地震滑坡的2种主要类型,其成因及其形成机制对该地区的地震滑坡灾害具有一定的普遍意义。     

基于无人机影像的危岩体识别及公路地震风险研究

我国西南山区地质条件复杂,且地震频发。地震除引发滑坡、泥石流外,也会导致大量崩塌落石灾害,对基础设施造成严重破坏。以位于程海断裂带沿线、地震发生风险较高且危岩带分布典型的八代村为研究对象,分析地震作用下危岩体的影响范围,并评估山脚高速公路的受灾风险。首先基于无人机影像,利用图像识别技术快速获取危岩体位置及尺寸参数,与人工识别结果对比发现识别准确率达76.2%;然后将危岩体参数代入二维数值模拟软件Rocfall,并结合地震能量计算公式,计算地震作用下危岩体运动距离。结果表明,公路与危岩体影响区最近距离仅57 m,需要在坡脚段设置挡墙等防护措施。     

反倾边坡地震破坏模式及能量判识方法研究

利用大型振动台试验,基于HHT边际谱理论,本文对含软弱夹层反倾岩质边坡地震破坏模式及其能量判识方法进行研究。振动台试验结果表明含软弱夹层反倾岩质边坡的地震破坏模式为中部岩层挤压滑出型。边际谱峰值的变化能清晰地表征边坡内部的震害损伤发展过程,且边际谱的识别结果与试验中坡面位移监测结果吻合较好。振动台试验和能量判识方法表明边坡的破坏过程为:0.1 g和0.2 g地震作用下,边坡未出现震害损伤,边际谱峰值随高程增加近似呈线性增加;0.3 g地震作用下坡顶附近出现震害损伤,坡顶出现局部掉块;0.4 g地震作用下,坡内震害损伤位置发展至相对高度0.295~0.6之间,坡体中部出现水平向微裂隙;0.6 g地震作用时,震害损伤位置进一步向坡脚发展,坡内震害损伤位置发展至相对高度0.295以下,上部坡体(相对高程0.8附近)向坡面方向滑出,坡面出现纵向裂隙,并与水平向裂隙贯通,中部软弱夹层被挤出,坡顶被震碎。边际谱辨识结果显示,边坡坡面附近的震害程度弱于坡体内部。本文的研究对认识含软弱夹层反倾岩质边坡的地震破坏模式具有指导意义。     

黄河上游某水电站坝址区顺层岩质斜坡变形破坏模式及成因机制分析

通过对黄河上游某水电站坝址区顺层岩质斜坡的野外调查,分析研究区表部及深部的变形破坏特征,初步探究其力学机理,结果表明,研究区顺层岩质斜坡的变形破坏模式为弯曲—倾倒,中部冲沟处表现得更为明显。弯曲—倾倒演化过程为:在河流下切初期,反转应力导致坡体卸荷,后缘产生拉裂缝,表现为悬臂梁式横向弯曲变形。随着河谷下切加深,坡体进一步卸荷,在反转应力、上覆岩土体荷载及自重作用下,较弱的板岩逐渐被剪断,砂岩出露。静水压力加剧倾倒变形,裂隙向下部和深部不断发展贯通,上部破碎岩体拉裂并沿坡面滑动,下部岩层反转,总体上岩层倾角从坡底到坡顶增大,倾向相反,最终表现为岩层倾倒变形。     

黑龙江亚板块中强地震空间网格化特征分析

节理是当岩体受区域性的应力作用时,岩石中沿破裂面的两侧岩块没有位移或相对位移很小的断裂。俞鸿年、芦华复（1998）给出了共轭剪节理与主应力轴的关系模型。节理和断层是发生在岩石中的断裂,均形成岩石面破裂。大尺度的剪切带（断层）与地震的发生有密切关系,而中等尺度的剪切带（如岩石的节理面等）往往是决定岩石或岩体强度的主要因素（陈顒等,2001）。     

岩质斜坡动力响应特性的结构面效应研究

斜坡的坡体结构是控制斜坡变形破坏模式、影响斜坡动力特性的重要因素。为了进一步了解"坡体结构面如何影响边坡地震动力响应规律"这一问题,对均质斜坡(无结构面)和水平层状岩质斜坡(含水平结构面)两种类型的岩质斜坡进行了大型振动台试验研究,并着重对比分析了有无结构面对岩质斜坡峰值加速度动力响应规律的影响。研究结果表明:水平层状斜坡坡表和坡内加速度动力响应基本上都大于均质斜坡,即水平层状岩质斜坡存在层面放大作用,但水平结构面对斜坡加速度动力响应放大作用的程度与地震波类型、频率、振动强度和激振方向有关,总的来说,水平层面对Z向地震波的放大作用大于对X向地震波;在本试验研究中,频率仅影响层面放大系数量值的变化,而地震波类型及其振动强度和激振方向则对其分布形式和量值均有显著影响。     

甘肃北山花岗岩裂隙几何学特征研究及岩石质量初探

文中以甘肃北山花岗岩中发育的构造裂隙(主要指节理)为研究对象,通过野外裂隙调查,应用传统的概率统计方法与分形几何学理论,利用Mapinfo,ArcGIS平台进行裂隙几何学参数(方位、长度、密度等)的统计、计算和裂隙网络的空间结构分析,研究花岗岩岩体中裂隙的几何学特征。并以此为基础,对甘肃北山花岗岩岩体质量优劣进行初步评价。结果表明:在10～200cm范围内,裂隙网络是分形的;5个测点裂隙网络的分维值分别是1.636,1.548,1.596,1.724,1.604。分维数D不仅能刻画岩体中结构面发育的数量,而且能反映结构面在岩体中分布的均匀程度和交切方式。因此,可以表征岩体的质量优劣,对岩体质量进行分级。按照分维所划分的岩体质量分级,北山花岗岩属于裂隙较发育、岩体质量等级一般的岩体     

鲁甸震区龙泉河次生山地灾害的分布规律与成灾模式

以鲁甸灾区龙泉河流域的龙头山镇至天生桥段为研究对象,运用遥感解译和野外调查数据,探讨了研究区地震次生山地灾害的分布规律与成灾模式。结果表明:1地震次生灾害发育主要是由龙泉河右岸的次级小断裂与包谷垴—小河断裂的延伸部分(下水沟走滑断裂)共同作用引起的,龙泉河谷到断层的距离均小于2km,导致区内地震次生灾害发育密度最高达到4.125个/km;2次生灾害主要发生在凸形坡,占总数46.3%,凹形坡仅有24.1%,且在背向断裂方向的斜坡更容易发生地质灾害;3 60%的崩塌滑坡发育在浅表层的残坡积物中,40%岩质崩塌滑坡体中多为岩质较硬的灰岩、白云岩以及砾岩;4次生山地灾害主要以损毁道路、阻断交通,形成堰塞湖淹没上游、淤高下游河床、损毁上下游设施,造成建筑物损毁等模式呈现。     

节理岩体地下洞室群的地震动力响应分析

节理岩体开挖后经常形成楔形体，对大型地下洞室顶拱和边墙的稳定笥构成威胁。地震的动力作用将加剧块体的运动，进而影响洞室的整体稳定性，合理地评价高烈度地区大型地下洞室的稳定性具有现实意义。节理岩体中地下结构的动力响应与稳定性分析目前研究较少。本文采用了动力离散元法分析了大型地下洞室群的动力响应，认为地下结构并不能完全免于震害，高烈度地震对于节理岩体中的地下结构有明显影响。     

庆阳北石窟寺濒危岩体变形特征分析

危岩体发育会对石窟寺的稳定和游客安全造成威胁,利用变形监测分析石窟濒危岩体变形特征对岩体稳定性评估起重要作用。文章以甘肃庆阳北石窟寺为例,采用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)变形监测、测缝计和非接触式裂隙监测等技术,从北石窟寺分布区域地质体、石窟赋存崖体和洞窟关键块体三个尺度研究濒危岩体的变形特征。监测周期内,区域地质体上部位移呈突发性变化,连续降雨后产生5.2 mm的沉降,中部基岩出露部位位移遵循先缓慢增长后逐渐恢复的变化规律,变形量维持在±1 mm以内。崖体内构造裂隙底部变形量呈波动式上升,于次年1—2月达到全年最高值,且随着温度降低,裂隙中部变形速率大于底部。32窟内浅表性裂隙变形量在0 mm附近±2 mm范围内持续波动,无进一步扩张或闭合趋势。区域地质体变形与降雨有高度相关性,崖体变形与温度呈强烈负相关,洞窟关键块体变形也易受温湿度和人为扰动影响。目前三个尺度的岩体变形量均在小范围内变化,相互之间影响较小,无协同性。对濒危岩体变形特征的分析可为北石窟寺稳定性评估和预测分析工作提供数据参考。