柱状岩体崩塌动力特征与破碎规律

柱状岩体崩塌具有分布范围广、破坏能力强、影响范围大的特点。2004年8月12号,重庆甑子岩W12危岩体发生崩塌,崩塌体运动距离约600 m,形成显著超前空气冲击效应,激起浮尘高度约150 m。文章基于MatDEM离散元软件对甑子岩崩塌动力特征与破碎规律进行了研究,建立了按照实际节理分布的崩塌模型,实现了崩塌全过程的模拟,并结合影像资料验证了模型的有效性,在此基础上对MatDEM进行二次开发,统计分析了崩塌过程中岩块粒径演化规律,确定了崩塌过程中的四个显著颗粒破碎时刻,分别为崩塌源区底部岩体受压破碎、中上部岩体撞击低速三角区、中部岩体撞击斜坡地面与上部岩体撞击斜坡地面。引入分形维数与双参数Weibull分布模型分析了崩塌前后颗粒破碎规律,结果显示崩塌后颗粒破碎明显,细粒颗粒占比显著增加。文章为岩体崩塌的动力特征与破碎规律的研究提供了依据。     

二维条件下颗粒柱体崩塌入水堆积过程

在我国西南地区,以塔柱状危岩体崩塌为扰动源的涌浪次生灾害时有发生。涌浪特征与其扰动源的初始形状和破坏模式关系密切,塔柱状危岩体由下至上、空中崩解的破坏模式与颗粒柱体崩塌相似。区别于以往多试验采用的刚体材料和利用运动距离获得初始动力状态的涌浪试验,本研究设计并进行了不同高度和宽度的颗粒柱体在不同水深下自然崩塌的物理模型试验。运用PIV技术分析了颗粒体及水体的运动特征,按颗粒体与水体的相互作用关系将整个过程大致分为了3个阶段,并研究了颗粒柱体初始形态对试验结果的影响。结果表明,颗粒柱体崩塌后的残余体积受颗粒体初始形态影响较大,水深对其影响较小。涌浪产生早期,首浪位置与颗粒运动位置有着良好的对应关系;而后,两者的位置逐渐拉开。颗粒柱体高度越高,首浪最大波高出现时的位置与崩塌颗粒群前端位置的差值越大。这可能与流固相互作用后期水体流速大于颗粒流动速度有关。试验产生的涌浪大多具有完整波形,这与柱状颗粒体的散体性及其覆盖堆积特征对水体的作用呈不均匀性有关。涌浪传播过程中,水体在z方向上抬升幅度具有一定的渐变性。试验分析结果揭示了柱状危岩体引发涌浪的机制特点,为涌浪灾害防治提供了基础资料。     

重庆南川甑子岩山体崩塌机制研究

本文以重庆南川甑子岩崩塌为例,对近水平厚层状高陡灰岩山体座落滑移式崩塌机制进行研究,通过工程地质分析揭示了甑子岩危岩崩塌的成因机制,利用数值模拟开展了初始变形破坏的研究。研究认为,甑子岩崩塌是自然条件下形成发育、受岩溶风化与人类工程活动影响所产生的大型危岩体崩塌。岩体中多组大型陡倾节理发育,卸荷作用下在陡崖边缘形成张拉裂隙,地下水长期溶蚀使裂隙连通率不断增大,地下采空加速软弱基座破坏、危岩体变形。随着裂隙的贯通,软弱基座内部应力累积,应变逐渐增大,当超过岩体强度时发生圆弧形剪切滑移破坏,导致柱状危岩体座落崩塌。     

柱状危岩体崩塌产生涌浪的物理试验与数值模拟分析

柱状危岩体是三峡库区常见的一种典型地质灾害隐患,其崩塌产生涌浪给库区航运、旅游、生产生活以及人员财产造成巨大威胁和损害。文章基于野外柱状危岩体的成生及运动边界条件,开展了颗粒柱体崩塌产生涌浪的物理试验和数值模拟。结果表明:该数值模型能较好地模拟崩塌涌浪的形成过程、矢量信息以及与水体的相互作用;速度曲线定量地展示了能量的传递;物理试验和数值模拟涌浪高度偏差约3~4 cm;数值模拟堆积区堆积角比物理试验大5%;比前缘运动距离小7%。为柱状危岩体崩塌产生涌浪灾害的预测和预警提供了重要依据。      

三峡库区秭归县棺木岭危岩体发育特征及成因机制探讨

棺木岭危岩体为三峡库区新发现的崩塌隐患点,呈不规则塔柱状,平均高约50 m,宽约50 m,厚约20 m,体积约5×104m3。本文基于野外地质调查,在分析棺木岭危岩体发育特征及形成原因的基础上,对其形成机制及可能破坏模式进行初步研究。调查和分析表明:陡峻地形、上硬下软的岩体介质结构、构造裂隙切割是危岩形成的主要原因,水库蓄水和降雨是危岩体破坏的外在激发因素,尤其是库水位周期性涨落加剧了基座岩体的破坏,加速了危岩体形成演化;其成因机制为下伏软弱基座在上覆硬岩巨大自重荷载作用下压裂破坏,引起山体变形开裂形成,危岩体可能破坏模式为倾倒破坏或座滑破坏;其形成演化过程可以分为以下4个阶段:卸荷裂隙形成阶段、软弱基座差异沉降与裂隙扩展阶段、水库蓄水加剧裂隙贯通与基座岩体碎裂化阶段、崩塌与堆积阶段。     

纳雍县寨子组危岩体崩塌影响范围预测

以陡崖带上分布的3处危岩体为研究对象,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对危岩体崩塌后运动轨迹进行数值模拟并对危岩体的崩塌影响范围进行预测,同时,基于危岩体崩塌运动实质,采用危岩体理论运动方程在Excel中编写一套二维空间的运动轨迹程序来预测危岩体的崩塌影响范围,通过两种方法预测结果的对比,得出危岩体较为全面的运动轨迹曲线以及水平运动距离,为崩塌地质灾害防治工程设计提供重要参考依据。     

长江经济带资源环境条件与重大地质问题

本文系统梳理了长江经济带以往地质研究成果,对长江经济带资源环境条件和国土规划建设中应关注的重大地质问题进行了研究。研究结果表明,长江经济带耕地、页岩气、地热、锂等资源条件优越,0.3亿hm2无重金属污染耕地集中分布,拥有3个国家级页岩气勘查开发基地,探明储量5441亿m3,每年地热可利用量折合标准煤2.4亿t,相当于2014年燃煤量的19%,发现亚洲最大的能源金属锂矿床,资源环境条件有利于发展现代农业、清洁能源产业和战略新兴产业;长江经济带部分地区存在活动断裂、岩溶塌陷、地面沉降、滑坡崩塌泥石流等重大地质问题,影响过江通道、高速铁路、城市群和绿色生态廊道规划建设,应予以关注,本文提出了相关建议和对策,同时,提出了下一步支撑服务长江经济带发展地质工作设想。     

贵州上洋水河流域拉裂倾倒型崩塌机理研究

贵州上洋水河流域采矿工作引发了形式多样、成因复杂的崩塌地质灾害。以拉裂倾倒式崩塌失稳模式为例,在分析斜坡结构特征的基础上,运用岩体力学理论对崩塌形成岩体的受力演化过程以及中间出现的压缩、挤胀等现象进行了深入研究,并采用离散元数值模拟再现了崩塌形成的变形破坏过程。研究结果表明:磷矿开采产生采空区引起斜坡的应力应变调整,使得岩体产生变形,出现挤胀扩容现象导致岩体失稳倾倒,继而引发崩塌。岩体受力变形过程分为应力调整结构面张拉贯通-岩体变形受压-坡脚岩体挤胀扩容-岩体失稳破坏等4个阶段。在这整个过程中,应力应变的调整和岩体的变形形态以及裂隙的张拉形成相互作用,共同影响着崩塌的进行。     

新疆塔县地区片麻岩冻融劣化机理与规律试验研究

新疆塔县地区广泛分布小规模岩质崩塌,是该地区频繁爆发泥石流的主要物源。调查发现,这些崩塌主要受区域性节理和风化作用控制。为揭示塔县地区岩体冻融劣化及崩塌机理,本文选取崩塌岩体中岩性比例最高的片麻岩,在干燥和饱和条件下进行不同次数的冻融循环试验,通过SEM电镜扫描和吸水率、大开空隙率以及质量损失测试,研究片麻岩样微观结构和宏观物理特性的变化。结果表明,在内部应力以及冻胀力的作用下,片麻岩微观结构发生劣化,联结较弱颗粒的破碎、剥落以及微观裂隙的扩展导致斜坡表层岩体强度降低,抗风化能力下降。而在冻融循环作用的长期影响下,这种风化作用会逐渐进入坡体内部,最终导致连续小规模崩塌,并在坡脚处堆积,为泥石流提供物源。     

塔柱状岩体崩塌运动特征分析

塔状岩体是中国西南灰岩山区常见的地质灾害隐患.这类岩体点多面广,破坏频率极高,诱发因素甚多.以甑子岩危岩体为例,基于影像资料,详细剖析了塔状岩体的崩塌失稳过程,重点对其失稳过程中的运动特征开展了研究.认为甑子岩危岩失稳可分为启动、加速、碰撞3个运动阶段,塔状岩体的破坏从底部开始,在上覆岩体下坠过程中,呈现出由下至上、裂缝扩展、破坏传递、空中崩解的特点.研究发现甑子岩塔状岩体的加速度曲线在下降阶段表现出类似缓冲现象的连续负向波动,且不同位置测点的运动特征曲线具有显著的时效差异性,表明塔状岩体在失稳下坠过程中同步发生着破裂、碰撞、解体等变化.     

某高陡边坡崩塌落石运动特征分析及其防治

长白山天池观光长廊段边坡于1998年8月1日发生崩塌,导致重大的伤亡事故,天池地区旅游业遭到重创。为对其治理,以该段边坡为例,对其地质条件进行了详细分析,阐述了边坡岩体特征、边坡形态、岩石物理力学特性以及雨水、风化等内外营力的综合影响是崩塌产生的原因。根据崩塌落石运动与边坡高程相关的特征,对其运动速度和运动轨迹进行了分析,在此基础上提出了"缓坡段拦截"和"陡坡段遮挡"的防治措施。     

倾斜摄影测量技术在崩塌隐患调查评价中的应用

本次研究选取北京房山区一处典型崩塌隐患点,采用倾斜摄影测量技术获取了研究区三维实景模型,圈定了危岩体及受威胁对象,开展了崩塌隐患的稳定性分析,模拟了典型危岩体发生崩落后的运动轨迹。研究成果表明倾斜摄影技术能够获取崩塌灾害隐患的地形地貌、岩性构造、几何形态等特征信息,可以为崩塌灾害隐患的勘查、防治工作提供参考依据。     

西秦岭断裂构造格架和活动特征对地质灾害的控制作用分析

位于青藏高原东北缘的西秦岭是滑坡、崩塌和泥石流地质灾害非常严重的地区,科学认识这些地质灾害的发育规律、形成机理和控制因素,对于该地区社会经济发展和重大工程建设中地质灾害的科学防御和治理具有重要意义。对西秦岭地区的断裂构造格架和活动特征及其与地质灾害的空间分布和发育强度研究表明,虽然滑坡、崩塌和泥石流地质灾害是内外动力地质作用复杂耦合作用之结果,但区域断裂构造格架和活动特征对滑坡、崩塌和泥石流地质灾害空间和强度分布具有主导控制作用,其主要表现在：1）滑坡、崩塌、泥石流多沿区域断裂带呈带状发育,断裂构造活动强的地段是地质灾害发育强烈的区域 2）断裂带的长期活动造成的岩体破坏和复杂的构造结构面体系不仅为滑坡、崩塌和泥石流的发生提供了重要的物源条件,而且提供了地质结构条件 3）断裂构造突发活动,即地震活动是诱发大规模区域滑坡群和崩塌灾害的最主要因素。因此对滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害的研究,不应孤立地探讨其中单一地质灾害的形成与发展,而应把它们放在区域地质构造环境演化过程中统一认识,尤其是应把区域断裂格架、断裂带结构和断裂活动性作为地质灾害形成与发展的关键影响因素。     

缓倾角塔柱状危岩压裂损伤-突变失稳预测

陡高边坡灰岩地区缓倾角塔柱状危岩常具有底部压裂诱发整体失稳破坏模式,其损伤-突变失稳机制属于山地灾害关键科学问题之一。以重庆南川区甑子岩W12#危岩崩塌为例,建立了荷载、水致弱化效应耦合下的损伤突变地质力学模型,获得了基于应变等价原理的损伤本构方程及总损伤度演化方程,并将水致弱化函数改进为软化系数的一元三次函数。将地质力学模型概化为等效弹簧模型,通过能量平衡原理建立损伤-折叠突变模型,获得了塔柱状危岩系统压裂失稳判据及临界突变位移特征值表达式。计算表明：W12#危岩压裂失稳时,该系统的控制变量为–0.003 251,小于0,表示该系统进入不稳定状态;计算理论突变位移起始值148.70 mm比实测位移第一拐点值154.34 mm偏小,相对误差约3.65%,偏于安全;理论损伤本构曲线、理论损伤演化曲线与现有文献数值模拟结果趋于一致,所构建的理论预测模型具有较好的适用性。其研究成果可用于预判塔柱状危岩压裂失稳损伤演化过程及突发失稳特征位移值,为灰岩区陡高边坡危岩崩塌监测预警和防灾减灾提供理论依据。     

巢湖塌岸的特征及其规律

巢湖是我国五大淡水湖之一,资源丰富,然而其岸带地质环境问题严重地影响了巢湖资源优势的发挥,本文通过调查研究,分析塌岸产生的基本规律和机制,并提出相应的防灾减灾对策。     

震裂斜坡软岩崩塌成因机制与稳定性评价

陡峻边坡崩塌主要受控于岩体节理裂隙和结构面的组合,是西南地区频发的地质灾害之一。基于对李家屋脊崩塌区的工程地质条件的调查,阐述了崩塌危岩体的变形特征,进而对其成因机制和破坏模式进行了分析,对危岩体的稳定性进行了评价,对其治理给出了防治措施建议。     

四川省内江市东兴区地质灾害发育特征及控制因素分析

东兴区地质灾害数量众多,分布广泛,危害严重,以小型崩塌(危岩)为主。主要分布在区域东北部、西北部窄谷深丘地貌区及中南部人口相对密集地区。即地质灾害中易发区;其发生时间多集中在每年7~9月。地质灾害发育分布受多种因素控制及影响。即地形地貌控制着地质灾害的规模及空间分布;软硬相间的岩性组合易产生差异性风化,引起斜坡失稳;近水平的地质构造可产生大量的斜坡失稳;斜坡结构形式控制着崩塌(危岩)发生的可能性;降雨使岩体受到冲刷及软化并且在岩体内部产生水压力,促进斜坡失稳;人类工程活动导致斜坡原始状态破坏,诱发斜坡失稳。根据地质灾害的发育分布特征及控制和影响因素,建议采取治理与避险搬迁、加强监测以及保护斜坡地质环境等措施减少地质灾害的发生。     

基于GIS技术的全国地面塌陷灾害危险性评价

本文运用GIS的缓冲区、叠加、空间分析等功能，从地貌类型、碳酸盐岩类型、水文地质条件、人类活动及土地利用因素方面，对以岩溶塌陷和采空塌陷为代表的中国地面塌陷灾害危险性进行评价。其中模型中各影响因素的权重值主要是通过层次分析法来确定；而影响因素中的分类值则是地面塌陷点的分布概率。评估结果表明，地面塌陷极高危险区主要分布在中国的广西、贵州、云南，其次是湖北、湖南、重庆、四川、陕西。     

山西省中阳县地质灾害特征及区划研究

山西中阳县境内地质灾害主要有崩塌、潜在崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等.其中崩塌、潜在崩塌灾害占中阳全部地质灾害总数的64.14%,县境内地质危害的特点是规模小,危害大.本文主要针对中阳县崩塌等地质灾害的发育特征进行分析,研究地质灾害发生的分布情况、形成条件及影响因素.根据中阳区域客观情况,采用袭扰系数（R）法定量评价原则,利用野外调查所得的各评价单元地质灾害现状与发育程度（数量、规模）等求取R值,进行定量综合评定中阳地质灾害易发分区与亚区空间分布,研究建立适应中阳地质灾害防灾措施体系.     

河北省公路沿线崩塌地质灾害类型与发育规律

通过野外实地调查与室内资料分析,文章总结了河北省公路沿线崩塌地质灾害的类型及其特征．并对其发育规律及成因进行了初步探讨。目的是为科学合理地评价预测崩塌地质灾害的发展趋势与可能造成的危害提供科学依据。