三峡水库区危岩研究及防治新理念

危岩是三峡库区主要的地质灾害类型之一.具有分布面广、稳定性差、危害严重等特点.论文以地质灾害防治系统工程方法论为指导思想,构建了三峡库区危岩研究及防治理念.研究认为,基于对危岩失稳类型、荷载及其组合的研究,进行危岩稳定性研究;以危岩体目标稳定系数和在设定荷载组合下的稳定系数之差为依据进行危岩锚固及支撑研究,建立了相应的计算公式.遵循危岩发育规律,主动防治和被动防治相结合,构建了针对整个防治工程的宏观防治技术和针对危岩体的微观防治技术并强调了充分利用支撑技术、谨慎使用清除技术的新理念.探讨了三峡库区危岩进一步研究的系列关键问题.     

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。     

三峡水库区康家嘴滑坡稳定性研究

康家嘴滑坡为三峡水库区一大型滑坡。受河流冲刷掏蚀、地层岩性、地下水、暴雨及洪水涨落等内外因素的影响而产生。地层岩性的抗剪强度指标是最根本的因素,且受其它诸因素的影响。文中采用传递系数法计算稳定系数的公式,计算不同强度参数下的稳定系数,并在EXCEL中进行强度参数与稳定系数关系曲线的拟合。根据曲线变化情况,通过敏感分析确定其中影响滑坡稳定性的最敏感和较敏感因素。c、φ值与稳定系数之间存在明显的线性关系,尤其是φ值对滑坡稳定系数影响最为显著。这为滑坡稳定性计算提供可靠依据。     

长江三峡链子崖危岩体防治工程中的锚固钻孔工艺

介绍了长江三峡链子崖危岩体的概况以及整治危岩体中造锚索孔的技术,包括钻机在高空排架固定、防止孔斜及测斜、破碎带和大裂缝的钻进技术,以及大裂缝的堵漏技术。     

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。     

长江三峡深槽沉积的研究

文章研究长江三峡两个基岩深槽沉积岩砾的岩性组成与粒度特征,深槽底部的砾石成分以深槽基岩崩落蚀余物质为主,深槽的中上部则以长江底流搬运沉积物为主。¹⁴C测年数据显示,深槽的发育在3.5万年以前,以侵蚀深切为主,没有留下蚀余堆积;3.5万年以后,仍以侵蚀为主,但已有蚀余为主的岩块堆积;大约2.4万年以来,逐渐有缓慢的冲积砾石堆积;至葛洲坝建成以后,该地发育了比较稳定的冲积砾石层和砂层。看来大约35kaB.P.前后,该地水动力强度发生过重大变化,与施雅风等关于3～4万年前长江上游多雨期研究成果相吻合。     

长江三峡深槽沉积的研究

文章研究长江三峡两个基岩深槽沉积岩砾的岩性组成与粒度特征,深槽底部的砾石成分以深槽基岩崩落蚀余物质为主,深槽的中上部则以长江底流搬运沉积物为主。14C测年数据显示,深槽的发育在3.5万年以前,以侵蚀深切为主,没有留下蚀余堆积;3.5万年以后,仍以侵蚀为主,但已有蚀余为主的岩块堆积;大约2.4万年以来,逐渐有缓慢的冲积砾石堆积;至葛洲坝建成以后,该地发育了比较稳定的冲积砾石层和砂层。看来大约35kaB.P.前后,该地水动力强度发生过重大变化,与施雅风等关于3～4万年前长江上游多雨期研究成果相吻合。     

巷道围岩稳定性的判据及岩石分类

通过巷道周围岩体的应力及国学性质的套筒致裂法测试，进行巷道围岩稳定性分析和分类。提出了巷道围岩稳定性判据以及巷道围岩分类的原则。介绍了稳定性分析方法在若干煤矿巷道围岩及立井井壁应力测试的应用。     

长江三峡及邻区地震危险区的三维数值模拟与地震危险性分析

以长江三峡地区实测应力资料为依据,用三维有限元方法定量地展现了该区弹性应变能空间分布状态,讨论了弹性应变能与地震活动的关系,结合地震震级、地震活跃期及地震迁移规律的综合分析,探讨了该区未来地震危险性。     

长江三峡狮子口地区重力滑动构造研究

长江三峡工程坝址西南约１０ｋｍ的狮子口地区，发育一个长约８ｋｍ、宽约３ｋｍ的重力滑动构造系统。它由下伏系统、滑动系统和前推挤带构成，是一个典型的多层次滑褶型重力滑动构造。     

长江三峡库区危岩体的空间预测方法

危岩体的空间预测问题一直是危岩研究的热点和难点,危岩体的空间预测即表达不同自然地质条件下的危岩体的空间危险程度,因此其实质就是对危岩的危险度进行评价。目前危岩空间预测以定性和半定量方法为主,依靠专家经验判断。围绕如何定量地预测危岩的危险度,利用信息熵原理,结合三峡库区重庆市万州区37个危岩体的数据,计算各评价因子的客观权重,建立了定量评价模型。计算各个危岩体的危险度,通过实地调查对评价结果进行了对比验证。结果显示准确率达86.5%,可作为危岩体危险度评价和空间预测的新方法,为危岩的预警和防治提供科学依据。     

长江三峡库区危岩体的空间预测方法

危岩体的空间预测问题一直是危岩研究的热点和难点,危岩体的空间预测即表达不同自然地质条件下的危岩体的空间危险程度,因此其实质就是对危岩的危险度进行评价。目前危岩空间预测以定性和半定量方法为主,依靠专家经验判断。围绕如何定量地预测危岩的危险度,利用信息熵原理,结合三峡库区重庆市万州区37个危岩体的数据,计算各评价因子的客观权重,建立了定量评价模型。计算各个危岩体的危险度,通过实地调查对评价结果进行了对比验证。结果显示准确率达86.5%,可作为危岩体危险度评价和空间预测的新方法,为危岩的预警和防治提供科学依据。     

滑坡宏观机理研究——以长江三峡库区为例

在长江三峡库区310个滑坡调查和统计分析的基础上,将库区滑坡宏观变形机理分为滑动面控制、滑体控制和两者组合控制3类。滑动面控制机理表现为顺层斜坡的滑体边界没有明显形成之前,由于暴雨诱发,滑动面先丧失内聚力和摩擦阻力而引起滑体快速滑动．在滑动过程中滑坡边界破裂才发生;其显著特征是没有明显的滑动前兆、暴雨突然诱发、集中群发、单个滑体较薄、滑动面倾角陡、滑动面上没有擦痕和摩擦薄膜,并具有流一滑的特征。滑体控制机理表现为潜在滑体边界先发生宏观破裂,在重力和其他动力作用下发生蠕变滑动,然后克服潜在软弱面的摩擦阻力而发生快速滑动;其主要特征是滑坡有先存边界,滑动面上有大量擦痕和摩擦薄膜。两者组合控制机制表现为滑体边界破裂和滑动面蠕滑同时组合作用,导致滑坡快速滑动,多为可能多次发生滑动的老滑坡。     

三峡水库区何家湾滑坡监测及防治措施研究

在研究了三峡水库区何家湾滑坡体空间形态、自然地理及地层岩性的基础上,从气象、水文、库区蓄水及水位变动因素入手,分析了滑坡形成的原因。根据库区地质灾害监测预警工程设计,结合何家湾滑坡的结构和变形特征,确定具体监测方法。对该滑坡进行了大地形变监测、地下水位监测、滑体深部位移监测及宏观监测。其中,大地形变监测数据分析表明:何家湾滑坡的最大变形量已超过2cm,且一直呈现增大趋势;地下水位、滑体深部位移均未发现明显异常,宏观监测亦未发现明显的新的变形迹象。通过分析监测资料并考虑到未来三峡水库蓄水,认为何家湾滑坡目前处于潜在不稳定状态。滑坡体在饱水及水库蓄水后,将处于临界蠕滑或失稳状态。结合滑坡体实际情况对滑坡防治进行初步研究,提出了采用回填压脚支档为主、辅以排水的综合治理措施;并建议加强数据远程传输的研究与实践,以解决目前监测效率不高的问题。     

基于地面三维激光扫描的三峡库区危岩体监测

三峡水库周期性蓄水改变了岸坡内的地下水渗流场和应力场,降低岩土体的剪切强度,对库岸边坡、岩体稳定性影响很大。以往库区岸坡岩体形变监测主要通过设置固定点进行观测,难以发现岩体整体变化情况。地面三维激光扫描方法能获取岩体整体表面厘米精度的点云数据,具有无需接触目标、获取速度快、精度高等特点,非常适合库区高陡危岩体表面三维形变监测。以巫山箭穿洞危岩体为例,采用地面三维激光扫描方法对箭穿洞危岩体进行了为期2年（2017—2018年）共3期监测,以第一期观测目标周围稳定岩体数据为基准,对数据进行重叠点云迭代配准,点云配准精度优于±2.7 cm。针对箭穿洞危岩体在观测时段内的变化情况,构建危岩体区域的基准不规则三角网模型,以点到基准面最近距离法结合危岩体变化区间分析其变形。通过对比分析箭穿洞危岩体3期观测数据,发现相对于2017年,2018年箭穿洞危岩体左侧岩体有变形趋势;在库区蓄水阶段,危岩体局部多处存在明显凹陷变化,局部因蓄水影响发生约−0.03～−0.07 m变形。结果证明三维激光扫描技术在库岸高陡边坡形变监测中的有效性,为三峡库区高陡危岩体形变监测及地质灾害防治工作提供了参考。     

三峡库区凤城危岩稳定性评价与防治对策研究

危岩失稳是三峡库区频发的地质灾害之一。文章在研究凤城危岩所处区域的地质背景条件及危岩失稳的诱发因素基础上,分析了凤城镇危岩体的分布规律及形态特征,根据破坏模式的不同对该区危岩进行了类型划分,采用赤平投影法与极限平衡法对该区6个代表性危岩单体的稳定状况进行定性与定量分析评价,经分析判断其均处于欠稳定或不稳定状态,需进行工程治理。针对每个危岩单体的具体特征,提出了小规模清方+岩体支撑+锚固,配合地表排水及裂隙封闭的联合治理方案。     

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。     

三峡库区消落带溶蚀岩体劣化指标研究

三峡库区水位消落带岩体劣化松动使得部分岸坡加速朝不稳定方向演化,给溶蚀岩体岸坡带来了工程灾变效应问题.本文提出了利用高程175 m附近区域的岩体替代未受蓄水影响的岩体的"比拟法",统计分析岩体劣化情况.定义、改进和统计了岩体劣化变量Det、岩体体积节理数增量△Jv和地质强度指标变化值ΔGSI.通过对库区10个典型溶蚀岩...     

三峡库区岸坡消落带岩体劣化分形特征与演化预测研究

三峡库区岸坡岩体劣化的关键在于岩体节理的持续扩展。本文采用分形理论对消落带上下岸坡测窗岩体劣化程度、劣化破碎相变时间及发展趋势进行了分析。研究表明：岩体节理劣化分布具有分形属性,可将缺项值Λ(r)曲线陡缓转折点视为REV(表征单元)岩体尺寸下限;整体来看,劣化使得岩体节理生长向更加均匀、密布的趋势发展,呈现升维特征;进一步利用节理升维值ΔDb建立了劣化程度分级标准,升维值ΔDb与面积节理数增量ΔJov、地质强度指标变化值ΔGSI满足指数函数关系;最后探讨并提出了2种节理分维数劣化演变模式,采用岩体劣化破碎相变时间计算式可进行相应的演化预测分析,且岩体劣化破碎相变时间预测是基于割线的估计。由于分维数Db具有较高的统计稳定性,能够满足工程应用需求。研究成果为库区岸坡劣化程度调查以及劣化演化预测提供了新的方法。