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。     

重庆甑子岩崩塌落石动力学特征及危险性分区

针对重庆市南川区甑子岩危岩体面临的崩塌地质灾害问题,分析不同高度、不同规模的危岩体对东侧居民区的落石风险及危害性。以甑子岩处岩质边坡为研究对象,根据其结构面发育情况及崩塌落石特征确定模型尺寸,运用RocFall软件对崩塌落石的能量、速度、运动轨迹、落点位置及冲击力等进行模拟计算。以此对崩塌落石区进行落石风险评估,根据崩塌落石的动量和动能,按最危险原则法将崩塌落石的危险性分区,分为Ⅰ危险性极大、Ⅱ危险性大、Ⅲ危险性一般、Ⅳ危险性较小、Ⅴ无危险五个分区,并将此分区应用于甑子岩危岩体,评价崩子岩危岩体居民区的落石风险及危险性,确保居民安全。通过对崩塌落石区的危险性分区,可以用来指导居民区的安置和防护措施。     

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。     

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。     

基于倾斜摄影的高位危岩特征获取和稳定性评价

观音山危岩带对拟建恩广高速万开段庙垭隧道、苎溪河特大桥和临近居民构成安全威胁,急需调查治理,但因危岩地处高位,传统调查、评价手段难以实施。通过地质调查、钻孔取样和室内试验获取基础地质信息;利用倾斜摄影对危岩进行识别、几何特征获取和边界条件分析;以赤平投影法和刚体极限平衡法分别进行危岩带、危岩体的稳定性分析;对不稳定危岩单体利用Rocfall软件进行运动学模拟。结果表明:陡崖发育6处主要危岩单体,体积400～5000 m3不等;岩体受2组节理面切割和结构面组合控制,整体稳定性较差,易发生坠落式和倾倒式破坏;其中W3、W6危岩体在暴雨工况下处于不稳定状态,对拟建工程形成滚动冲击,动能为5～12 kJ不等。研究结果可以为观音山危岩治理措施的选型、规模提供设计参数,为高位危岩的调查防治提供参考,对利用航测手段提高传统地质调查效率和精度做出了新思考。     

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...     

鄂西山区崩塌落石运动特征及危险性分析

以远安县瓦坡崩塌区为例,通过地质调查、野外测绘、无人机航拍,建立了瓦坡崩塌区三维模型,基于Rockfall Analyst（RA）分析软件,实现了瓦坡崩塌区大量崩塌落石三维空间下运动路径、高度、能量等要素模拟,探究了崩塌区落石的三维运动特征,开展了崩塌区落石危险性评估,为崩塌落石的防治提供科学参考。研究结果表明：崩塌区危岩主要破坏形式为倾倒式,目前处于欠稳定状态;模拟落石三维运动轨迹与已有落石点基本重合,说明此次模拟结果与实际情况较为吻合;落石运动过程中以碰撞弹跳、自由飞落为主,落石主要集中在崩塌区下部冲沟及公路内,部分落石达到居民区,在崩塌落石区下部公路、冲沟及崩塌区右侧危险性较高;崩塌落石防治工程建议采用危石孤石清除+被动防护网,在公路内侧、斜坡下方分别设置5 m高和3 m高抗冲击力2 000 kJ的被动防护网,可有效拦截落石。     

单体危岩崩塌灾害危险性评价——以贵州威宁县新发乡樊家岩为例

在分析国内对单体危岩崩塌研究基础上,以新发乡拖海小流域樊家岩崩塌体为研究对象,提出了适用于该地区单体崩塌的危险性评价方法。首先根据蒙特卡洛法在Matlab中编程,计算不同工况下危岩的失稳概率,在原来的基础上增加了新的影响因素,包括裂隙倾角、裂隙占比、充水占比,以保证得到失稳概率更加可靠。同时考虑到地面建筑物、植被覆盖度、地形起伏度等对落石的阻挡作用,利用专业软件进行了落石轨迹模拟,圈画出落石的影响范围,以提出针对性的防治措施。经分析,危险性评价的结果可以为城镇规划提供科学性依据,有效规避风险的同时,从根源上做到防灾减灾。     

危岩体精细调查与崩塌过程三维场景模拟——以西南某水电站高边坡为例

西南山区水电站两侧陡峻边坡发育有大量危岩体，危岩体滚动滑落、崩塌掉块等现象给电站的大坝、主要建筑物、厂房、道路、支护边坡等的正常运营带来了很大影响。现阶段针对危岩崩塌灾害的预测和防护多是忽略危岩体空间几何形状的二维Rockfall方法和人为截取优势剖面，但实际落石为三维运动，其威胁区域为一个地理上的三维空间。鉴于此，以西南某水电站危岩体隐患排查结果为基础，采用现场调查，机载LiDAR遥感测量技术和无人机倾斜摄影技术，获取研究区高精度的激光雷达点云数据，构建精细危岩体模型和真实三维实景模型，进行历史崩塌落石分布特征、岩体结构产状及崩塌源区危岩体特征和危岩体失稳模式的分析，结合Unity3D三维落石分析方法进行危岩崩落后的运动特征模拟，实现危岩崩落的运动路径及在不同位置上的弹跳高度、冲击能量和滚落区域等参数的获取。结果表明：水电站右岸危岩区块一典型危岩体的弹跳高度最大可达7.92 m，影响范围约145 m，多滚落至大坝，已设置多级被动防护网，不会对电厂内重要设施构成威胁，右岸危岩区块二发育的危岩体崩落后,落石影响范围约为120 m，部分落石会沿着公路护坡滚动到道路上，可能威胁交通要道；左岸...     

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。     

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。     

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。     

TSYrockfall落石分析计算软件的开发与应用

边坡危岩落石作为在山区工程建设中经常遇到的一种地质灾害,严重威胁着铁路等交通工程的施工与运营安全。在多种因素的影响下,落石运动轨迹具有随机概率分布的特征,其能量状态和冲击大小和落石的运动状态密切相关。真实描述落石的运动轨迹,从而求解其能量状态及冲击力是后续针对性制定防护措施的前提和主要参考依据。本文在系统总结国内外既有落石分析软件的基础上,引入基于正态分布的概率计算方法,改进了落石运动轨迹计算的实用模型,并据此编制了一套落石分析计算软件,在概率计算的基础上,提出了落石运动的两条最不利轨迹,并采用多种方法对最不利轨迹的落石冲击力进行了计算。本软件已在贵广铁路何屋特大桥危岩落石工点进行了成功应用,取得了良好的效果,可在后续工点中推广应用。     

无人机影像在高陡边坡危岩体调查中的应用

在高陡边坡危岩体的调查中,复杂的地形条件经常限制工作的正常开展,如何快速准确地获取地质灾害信息一直是地质灾害调查研究中的难点之一。以往的研究中对无人机遥感技术在黄土、高原等地区应用有所报道,但对西南地区高陡边坡危岩体灾害调查的研究尚无报道。文章以锦屏二级水电站出线场边坡落石灾害所在区域为例,将无人机摄影测量技术应用于高陡边坡危岩体调查中,通过无人机倾斜摄影获取高分辨率遥感影像,开展遥感影像三维建模,进行地质灾害遥感解译,总结了无人机遥感系统在高陡边坡危岩体调查的技术流程。通过三维实景模型,精确地分析了落石灾害的空间分布、失稳模式及演化过程,查明了区域内危岩隐患点的分布特征;基于三维点云模型,提取出地质灾害体的属性信息,测得落石方量为11.7 m3,采用最小二乘法进行平面拟合,得到落石两组主控结构面产状为275.4°∠31.2°、103.5°∠63.3°。实践表明,无人机遥感技术在高陡边坡地区落石灾害调查中具有明显的可行性和优越性,可以较好地应用于高陡边坡危岩体调查中。     

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。

     

北京市通州区缓变性地质灾害危险性分区评价

以北京市通州区为例,提出了平原区缓变性地质灾害危险性分区评价方法,建立了单灾种地质灾害危险性分区评价指标体系;在对单灾种地质灾害危险性分区评价的基础上,进行了多灾种地质灾害危险性综合分区评价。评价结果可直接用于城市地质灾害防治规划编制工作,为城市防灾减灾和防治工程的实施提供了科学依据。     

织金白岩村大旗山崩塌危岩带发育特征及稳定性评价

通过对织金县城关镇白岩村危岩(崩塌带)调查,结合危岩体发育特征及周边地质环境状况,对危岩体稳定性进行定性评价和定量评价,并提出防治措施。     

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。     

雁门关铁路隧道涌水量预测与防护措施研究

雁门关铁路隧道施工范围内地表水及地下水发育,为保证施工安全,应对施工范围内地表水及地下水进行评价,并对施工期的涌水量进行预测。根据水文地质和工程地质调查,结合物探及钻探资料综合分析表明：隧道区域构造发育,断层破碎带导水性好;地下水分布以断层带水和基岩裂隙水为主,一般断层带强富水,而基岩裂隙带为弱富水～中等富水。隧道集中涌水段主要发生在断裂构造发育地带。     

西北某水电站高边坡危岩稳定性分析及防治措施研究

由于对自然地质条件的特殊要求,水电站多修建在高山峡谷区域,受河流下切作用和风化卸荷作用的影响,水电站两岸边坡浅表层节理裂隙发育,岩体较破碎,造成斜坡上部形成许多危岩块体,严重威胁着下方建(构)筑物及人员的安全。以西北某水电站闸址高边坡危岩为例,通过采用“人工现场调查+无人机遥感航拍”相结合的技术方法,详细地调查识别研究区内高边坡危岩35个,进行危岩的发育分布特征和稳定性评价分析,并提出具体防治措施建议。结果表明:闸址区危岩稳定性以差为主,其次为稳定性较差。边坡发育的35处危岩中,稳定性较差13个,左岸5个,右岸8个;稳定性差的17个,左岸9个,右岸8个;稳定性极差的5个,左岸4个,右岸1个。自然条件下危岩都处于欠稳定和基本稳定状态;暴雨时,岩体稳定性降低,基本上处于欠稳定,少量处于不稳定;地震工况下,均处于欠稳定及以下。根据高边坡围岩稳定性特征,针对坝前区、坝肩区和坝后区采取相应的分区防治措施。研究成果可为高边坡危岩的防治提供参考。