西藏樟木后山危岩崩塌颗粒离散元数值分析

崩塌危岩是高陡岩质边坡浅表层破坏常见的动力地质灾害方式之一,它突发性强,随机性大,速度快,发生猛烈,一直是边坡工程勘察中的重点。对西藏樟木后山高陡边坡危岩进行了现场勘察,分析研究了危岩崩塌体的分布范围。利用PFC3D模拟了在降雨件下危岩崩塌危岩的运动轨迹、速度及不同摩擦系数崩塌体的堆积特征。计算分析结果表明,崩塌危岩运动路径受地形地貌影响较大,与地面发生碰撞,多次改变行进方向,简化二维计算可能得出错误结论;坡面摩擦系数影响崩塌危岩的堆积形态,摩擦系数越小,堆积体位置越远,运动状态易表现流态性状。坡面摩擦系数取1.2时,模拟结果与实际较为吻合;崩塌危岩主要危害的范围为陡崖下部武警二营至樟木沟口一带。利用PFC3D模拟危岩崩塌运动可以初步确定崩塌体三维堆积形态及影响范围,为防灾减灾工程设计提供有益参考。     

缓倾坡内层状岩质高边坡稳定性分析以黄桷湾危岩高边坡的主斜坡为例

黄桷湾危岩高边坡是泥岩和砂岩呈类似夹心饼干状软硬互层结构、缓倾坡内的岩质高切坡。危岩高边坡除坡顶的陡崖处厚层砂岩发生崩塌失稳外,主斜坡体下部还存在局部的切层失稳。为确保高边坡下部的工程建设的顺利开展和居民的安全,采用数值模拟的方法对高边坡的主斜坡进行稳定性评价,选取天然自重和地震动荷载两种工况进行分析。计算结果表明:(1)主斜坡岩体在两种工况下仍处于稳定状态,但在地震动荷载作用下稳定系数下降显著; (2)陡崖和主斜坡接触带附近及主斜坡坡脚处应力集中现象明显,发生破坏的可能性更大; (3)主斜坡潜在滑移面位于坡内中深部,剪出口位置可能位于主斜坡的坡脚处。     

重庆市区高切坡治理工程探讨

重庆属于山城.在旧城改造和新城开发建设过程中由于山区特殊的地形地貌和工厂地质水文地质条件，危岩、滑坡、高切坡等地质灾害大量存在。其产生机理、稳定性判断、治理方法引起各方面的高度重视。人们采用的治理措施从重力挡土墙、悬臂抗滑桩等被动受力结构向以预应力锚索抗滑支挡结构为代表的具有主动受力机制的轻型支挡结构发展。文章以重庆两路口港天大厦地基工程、重庆市双脾电信局危岩滑坡治理工程、重庆鑫渝花园C区挡墙加固工程为例，介绍 预应力锚索抗滑结构新技术在治理高切坡工程中的应用。     

长江三峡水库区危岩分类及宏观判据研究

危岩是三峡水库区主要地质灾害之一，约30，000余个位于陡崖或陡坡上。河流或沟谷强烈下切产生的岸坡岩体卸荷作用、软硬相间的岩层组合（如砂岩、泥岩）以及高强度的降雨或较大的日温差变化是三峡水库区危岩形成的基本条件，其破坏具有突发性、致灾具有毁灭性。目前将危岩分为滑塌式、倾倒式及坠落式3类，体现了危岩失稳破坏的主要模式。现场可识性不强、力学机理不明确，降低了危岩治理的针对性及有效性。据此，文章提出了现场易识性、力学机理明确性和失稳模式预判性的危岩分类原则，并将危岩分为单体危岩和群体危岩两大类。单体危岩分为压剪-滑动型危岩、拉剪-倾倒型危岩、拉裂-坠落型危岩及拉裂-压剪坠落型危岩；群体危岩分为底部诱发破坏型危岩及顶部诱发破坏型危岩。分析了各类危岩的基本特点；从陡崖（坡）断面形状、主控结构面、主控结构面走向与陡崖（坡）走向之间的组合关系以及岩性等方面构建了危岩分类宏观判据，经万州太白岩50余个危岩的现场验证，利用这些宏观判据判识的危岩与实际相符。     

重庆市万州区戴家岩危岩灾害风险分析

万州区是三峡库区内危岩发育较为典型的地区。文章以戴家岩危岩为例,提出了适用于危岩的风险评价模型,并结合防治规划,提出了危岩灾害风险管理对策建议。首先根据危岩可能的破坏模式,将危岩分为滑塌式危岩、坠落式危岩和倾倒式危岩三类,然后选取天然、暴雨及暴雨加地震三种工况分别计算危岩在各工况下的稳定性,从而找出最危险工况并得到该工况条件下危岩的破坏概率,再结合危岩强度对危岩进行危险性评价。研究区的承灾体分类主要包括人口和财产两方面,根据承灾体与危岩体的相对空间距离和各危岩强度来确定各承灾体的易损性。最后,将危岩的破坏概率与承灾体的危害度相乘得到危岩破坏的风险结果。     

基于固有振动频率的滑移式和坠落式危岩块体稳定性评价模型研究

危岩块体的失稳多表现为突发崩塌破坏,无明显位移特征,因此常规位移监测难以达到监测预警的目的,此外影响危岩块体稳定性重要参数之一的危岩块体与母岩粘结面积难以获得,导致危岩块体稳定性评价困难。本文以危岩块体为研究对象,假设危岩块体均质各向同性,主控结构面为单个平面,系统阻尼比小于1,在振幅范围内的变形为线弹性变形,则可将危岩块体振动模型简化为弹簧振子模型。通过理论推导建立了危岩块体固有振动频率、危岩块体与母岩粘结面积、弹性模量和危岩块体质量之间的关系,再结合极限平衡模型,建立了基于固有振动频率的危岩块体稳定性评价模型。以白河堡水库右岸的危岩块体为试验对象,利用无线振动传感器(微芯方),将采集到的数据采用傅里叶变换等数学方法得到危岩块体固有振动频率,再结合固有振动频率与危岩块体粘结面积、弹性模量、危岩块体质量之间的关系,计算出块体粘结面积,最后基于该模型完成危岩块体稳定性评价。试验验证了基于固有振动频率的危岩块体稳定性评价可行性,相比传统方法更加快捷、准确。     

危岩失稳模式分类研究

近年来,重庆地区开展的大量危岩防治工作表明,现有的危岩分类方案缺乏统一的定义和内涵,使用中容易出现混淆和争议,同时,还存在危岩无类可归的现象。针对现有危岩分类方案的不足,本文在分析和总结国内主要危岩分类方案的基础上,结合近年来发生的典型危岩崩塌事件的调查成果,对危岩分类问题进行了研究。首先,根据危岩破坏时的初始运动方式,将危岩分为倾倒式、滑移式、错断式、悬挑式、坐落式和坠落式等6类,并根据危岩结构面组合特征及影响因素的差异,进一步细分为11个亚类;其次,对各类危岩的定义、主控结构面位置及发育特征、形成条件及影响因素、变形机理进行了细致的界定和总结,最后,结合典型危岩崩塌实例进行简要的分析和说明。新的危岩分类方案类型全面,定义明确,界限清晰,实用性较强,可以有效地指导危岩勘查评价、监测预警以及防治工作的开展。     

危岩应力强度因子的计算研究

危岩崩塌是山区主要地质灾害之一,其主控结构面的断裂失稳是导致危岩崩塌的根本原因。运用线弹性断裂力学的理论,引入应力集中系数法,建立了自重作用下的危岩应力强度因子的计算公式,可用于主控结构面与裂缝共线的危岩稳定性计算。同时还推导了基于ABAQUS 的J积分、位移外推法计算危岩应力强度因子的过程。通过实例表明,2种数值计算方法与解析结果十分接近,验证了ABAQUS计算危岩应力强度因子的合理性,最后模拟了危岩裂缝角度以及临空面宽度变化对危岩应力强度因子的影响。利用ABAQUS对危岩进行分析,并绘制应力强度因子在各因素影响下的趋势图,可以推测危岩失稳的临界条件。     

长江巫峡岸坡座滑式危岩稳定性研究——以望霞座滑式危岩为例

通过对长江巫峡望霞座滑式危岩调查研究表明,在川东平行岭谷一系列平行展布的背斜山、向斜谷的窄岭宽谷地貌格局控制作用下,长江巫峡横石溪背斜岸坡近水平的灰岩与页岩、泥岩软硬互层结构为座滑式危岩的孕育提供了有利条件;对危岩软弱基座矿物成分 X-Ray 衍射的结果表明,绿泥石、云母、蒙脱石等层状结构硅酸盐矿物含量较高,其抗剪强度低,容易产生滑动,易沿主控结构面方向形成潜在破坏面,导致岩体整体剪出,发生座滑破坏。根据危岩发育机理,将三峡地区座滑式危岩破坏过程归纳为四个阶段,即：拉裂阶段、扩展阶段、失稳阶段和后期破坏阶段;并基于极限平衡理论和岩体结构理论,推导了座滑式危岩破坏的两组结构面的应力表达式,建立了座滑式危岩稳定性分析的力学模型。将该方法运用到望霞座滑式危岩案例计算表明,天然状况下危岩稳定系数为1.19,属于基本稳定岩体;在饱和状态下,随后缘裂隙充水高度的增加其稳定系数递减,当裂隙充水高度为10 m 时,稳定系数为1.15,当裂隙充水高度为20 m 时,稳定系数为1.07。     

基于L-M神经网络的陡崖层状危岩失稳模式预测

明确危岩变形失稳模式是预防和治理研究的前提,但如今的传统预测方法存在成本高昂、实用性不强等缺点,尤其是在强烈地震诱发下。本文采用基于Levenberg-Marquardt法的神经网络结构,并借助三维离散元数值模拟手段,综合考虑了陡崖层状危岩的节理倾角、危岩边长、危岩高宽比、危岩堆积层数等影响变形失稳模式因素,以危岩变形失稳模式为研究对象,影响因素为切入点,建立了陡崖层状危岩变形失稳模式预测的神经网络模型。并基于由数值模拟计算得到的危岩变形失稳模式样本训练所建立的神经网络,最后分析了该预测模型的准确性。结果表明：该模型具有较好的学习和泛化能力,预测精度达到86.7%,验证了基于Levenberg-Marquardt法的神经网络预测危岩变形失稳模式的方法是有效且实际可行的。     

西藏某水电站安置点危岩工程影响研究

西藏某水电站安置点边坡危岩发育,稳定性差-极差,危险性大,存在失稳的可能,极大威胁安置点人员和财产安全以及省道通行安全。本文对安置点边坡危岩的稳定性进行了评价,对危岩的危险性进行了分级,并利用日本道路公团法和RCOKFALL软件对危岩的冲击力、落距、弹挑高度、总动能、水平运动距离进行了分析,得出了危岩的运动距离与安置点的关系,最后提出了合理的防治措施建议,为危岩治理提供了科学的依据。     

泸定县观音阁危岩稳定性分析与治理方案设计

观音阁危岩位于四川省泸定县红军桥景区内的观音阁上、下陡崖位置,裂隙发育,局部呈碎裂状,危险性较高,直接影响景区内游客及工作人员的安全,同时威胁观音阁等景区建筑及附近居民房屋。通过对危岩的形成机理及基本特征分析,掌握危岩体的特点,对危岩的稳定性进行了定量分析及计算,结果表明,观音阁危岩在暴雨或地震等不利因素作用下极有可能崩落。根据危岩体的特点,观音阁下部危岩采取“格构 锚杆”,上部危岩采取“支撑 锚杆”的综合治理方案,有效地解除了该危岩的安全隐患,为危岩的排危治理积累了经验。     

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。     

三峡库区危岩稳定性断裂力学计算方法

危岩崩塌实际是危岩主控结构面断裂扩展问题。基于主控结构面的断裂力学模型提出了危岩断裂稳定性判定方法,建立了以联合应力强度因子为指标的危岩稳定系数,推导得出危岩主控结构面尖端受力分布形式及计算表达式,提出了危岩主控结构面尖端断裂力学模型,推导得出主控结构面尖端联合应力强度因子计算公式。重庆万州首立山危岩断裂稳定性计算结果表明,计算结果与现场情况较吻合,采用文中的断裂稳定性计算方法比现有的地质灾害防治工程设计规范更加安全、客观、实际。     

东溪危岩滑坡群特征及稳定性评价

东溪危岩滑坡群是危岩和滑坡的集合体,现为四川省省级地质灾害监测点。本文在阐述东溪危岩滑坡群特征的基础上,研究分析其成因,通过剖面递推系数法计算,对危岩滑坡群的稳定性进行评价,进而对危岩滑坡群的危害进行评估,为优化整治措施提供了依据。     

山地风景区景观危岩灾害研究

我国山地风景区内普遍存在很多外形独特的危岩体,因其具有很强的的形象性、感染性、独特性、神奇性等旅游观赏及美学欣赏价值而称为景观危岩。这些特殊的危岩体属于地质遗迹,具有稀有性、珍贵性、脆弱性及不可再生性。目前,危岩研究总体水平不高,景观危岩的研究还尚处于起步阶段。在山地风景区旅游开发及地质遗迹保护中,我们遇到了很多景观危岩,而且在地质遗迹开发及保护过程中,景观危岩研究凸显了其紧迫性及重要性。深入地研究景观危岩特性,使那些奇秀壮观、气峻形奇的危岩更好地发挥观赏价值而不影响游客安全,符合我国各山地风景名胜区景区开发建设的可持续性发展战略,并有助于产生巨大社会效应。本文初步建立了景观危岩理论研究框架及列举了目前亟待解决的难题。景观危岩研究的内容包括景观危岩的勘察、形成机理、风险性评估及防治对策。同时,本文提出了景观危岩防治的不破坏性、相近性、可逆性、无干扰性及如旧五大原则。     

万州区狮子头危岩发育规律及防治技术研究

万州区狮子头危岩位于万州区大周镇铺垭村,三级陡崖带共发育约150处危岩单体,威胁下方公路及居民的生命财产安全。该危岩已有治理措施为针对每个危岩单体对应采取危岩清除、危岩锚固、主动防护网、支撑嵌补的主动防治措施,治理效果较明显。通过分析总结狮子头危岩发育规律及其危岩形成因素,结合目前万州区大周镇正打造旅游小镇的现状,从生态环保、地质景观与地质灾害防治相结合的理念出发,对大周镇狮子头危岩的防治技术进行研究。在其B区提出采取修筑池塘的被动拦挡治理措施,该项技术的实施不仅能有效、简单的防治危岩灾害,还能保留当地的地质景观,美化乡村环境,促进大周镇旅游小镇的开发与发展。通过对该危岩发育规律及防治技术研究,希望为今后类似地质灾害防治提供借鉴。     

危岩破坏机理的研究进展

危岩崩塌是全球性重大地质灾害,破坏具有突变性、隐蔽性和快速性的特点.其破坏机理至今尚未形成定论,研究也愈来愈为岩土工程界所关注.根据现阶段危岩破坏机理的线性和非线性科学研究成果,对比分析了各种方法的优缺点.通过建立危岩物理模型与力学模型,将其所受荷载全部集中于主控结构面,概化了危岩力学分析步骤,提出了采用准静力学解决危岩问题所存在的局限性.基于此对危岩破坏机理的研究发展趋势给予展望,为进一步研究提出了几个方向.     

危岩水力劈裂分析的扩展有限元法

危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一,而主控结构面受荷断裂扩展是危岩发育成灾的关键核心。将危岩主控结构面类比为宏观裂纹,利用扩展有限元法在模拟裂纹扩展方面的优势,基于考虑裂纹面水压力作用的虚功原理推导出了采用扩展有限元法分析水力劈裂问题的控制方程,给出了危岩主控结构面水力劈裂问题的扩展有限元实现方法,对重庆万州太白岩危岩主控结构面的水力劈裂进行了数值模拟分析。计算结果表明：暴雨是威胁危岩稳定性的最敏感因素,随着裂隙水压力上升,裂端拉应力会急剧升高,危岩的稳定性降低;I型裂纹扩展是危岩主要的结构面扩展形式,结构面一旦发生开裂,将处于非稳定扩展状态。     

略阳县城狮子山危岩滑坡治理方案研究

介绍了略阳县城狮子山危岩及滑坡体的地质环境、形态特征分析了成因机制。采用有限元和刚体极限平衡法进行了稳定性分析计算,提出了危岩及危岩及滑坡治理方案。