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.     

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。     

危岩崩塌启动机制离心模型试验研究

大型高陡危岩崩塌初始失稳过程短暂,难以在现场进行及时观测并获取有效数据,为此引入离心模型试验。以重庆甑子岩陡崖高陡危岩崩塌为原型,对危岩崩塌启动机制展开研究,获取关键数据,定量化验证甑子岩危岩失稳的关键影响因素,探索危岩崩塌的离心模型试验方法。试验较好地完成了对岩质崩塌初始失稳过程的模拟,当危岩模型底部区域抗压强度为60 kPa时,失稳时刻离心加速度为73g;当抗压强度降至40 kPa时,失稳时刻离心加速度仅为18g;对照组试验证明高陡危岩底部区域强度对其整体稳定性起控制性作用。试验模型中上部岩体的失稳方式与原型具有一定差异,分析认为其原因除试验因素引入外力作用之外,主要是由于模型材料没有考虑原型的节理裂隙与抗拉强度所致,这表明高陡危岩崩塌模式除受底部岩体强度控制外,还与中上部岩体性状密切相关。研究结果可为高陡危岩压裂溃屈失稳机制提供试验依据与数据支撑,对崩塌灾害机理研究具有重要参考。     

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。      

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。     

库水位变动条件下柱状危岩体变形破坏机理

三峡水库周期性水位变动造成了部分消落带岩体劣化,其具体表现为强度下降和宏观裂隙增多,这使得一些柱状危岩体被发现或需要重新认识,包括箭穿洞、曲子滩和棺木岭等危岩体。这些柱状危岩体三维边界清晰,由"硬-相对软"的岩性组成,主要受控于相对软的硬岩基座岩体。采用伪时间增量的方式模拟岩石强度的时间相关劣化效应,数值分析了多水位变动周期下棺木岭危岩体裂缝和破坏区的扩展情况。危岩体初始破坏区主要集中在基座趾部岩体。随着水位变动周期增多,裂缝和破坏区由危岩体踵部和趾部相对扩展,破坏区主要集中在危岩体踵部。10次水位周期计算所得破坏区比相同时步、没有劣化效应时增加了近4倍,且以拉张破坏为主。周期性水位变动造成的岩体劣化强烈加快了柱状危岩体演化进程,同时影响了其破坏机理。从数值分析来看,棺木岭危岩体的变形破坏模式从原来的倾倒为主将转为以压溃崩塌为主。水位变动条件下岩石强度的时间相关劣化效应及其对柱状危岩体的影响研究将为三峡水库危岩体防治提供重要技术支撑。     

崩塌灾害风险评价研究

崩塌灾害风险评价是地质灾害风险评价的一部分,是对风险区遭受崩塌灾害的可能性和危险性进行定量分析与评价的一种手段,是实现崩塌灾害风险管理的基础工作之一。本文系统阐述了崩塌灾害风险评价的主要内容、指标体系的建设、评价实施过程、评价类型和评价方法,最后探讨了崩塌灾害风险评价存在的问题,包括学术名称不一致,影响范围难确定,危险性评估指标难收集确定,崩塌易损性评估难,科研、生产、管理不能有机融合等,根据问题对该项研究的研究趋势进行了展望并给出了建议。     

柱状节理岩体渗透性模型试验研究

柱状节理岩体是一类典型的结构性岩体,具有柱状节理网络发育、岩体完整性差的特点,其力学和渗流特性呈现出显著的各向异性。在分析柱状节理成因的基础上,从现场试验、物理模型试验、数值试验和理论分析4个方面系统总结了柱状节理岩体力学和渗流各向异性的最新研究成果,分析了现有研究方法和研究成果的不足,探讨了今后柱状节理岩体力学和渗流各向异性特性研究的新方向,即：基于柱状节理冷却收缩形成机制研究一种模拟柱状节理岩体试件一次成型制备方法,在考虑柱状节理卸荷扩容特性的基础上重点开展卸荷条件下柱状节理岩体力学和渗流各向异性规律研究。     

玄武岩柱状节理成因性状研究及其对岩体质量的影响

峨眉山玄武岩中普遍发育柱状节理,表现为岩体破碎不完整,其明显受各种原生构造、表生改造、构造的影响.文章结合拟建的西南某水电工程对玄武岩柱状成因分析及性状研究,进一步研究其对岩体质量的影响.     

黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流地质灾害区域危险性评价

本文在对黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流地质灾害进行野外调查和资料收集的基础上,对地质灾害进行了以县(市)为单元的危险性评价。评价区共包括116个单元,地质灾害危险程度共分为5级,高危险单元5个,较高危险单元7个,中等危险单元11个,较低危险单元47个,低危险单元46个。      

扬子岩浆岩带东段基性岩地球化学

长江中下游中生代岩浆岩带称为扬子岩浆岩带。该带岩浆岩属高钾钙碱性岩系和橄榄安粗岩系,共基性端员玄武岩和辉长岩高钾富碱,硅弱不饱和,富集Ｒｂ、Ｂａ、Ｔｈ、Ｋ、ＬＲＥＥ等强不相容元素,强烈亏损Ｃｒ、Ｎｉ等强相容元素;ＲＥＥ球粒陨石标准化曲线为右倾型,在Ｌａ／Ｓｍ－Ｌａ图上排列成一斜线,是地幔不同程度部分熔融为主的产物。基性岩εＮｄ较高,Ｉｓｒ较低,在εＮｄ－ＩＳｒ图上沿地幔排列及其延长线分布,略向右漂     

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。     

核废料贮存裂隙岩体耦合分析研究综述

在核废料地质处置过程中,涉及到热液力三种影响因素及其耦合问题,拟对国内外就这一研究方面的进展和现状作一介绍和评述,并对进一步研究核废料贮存围岩全耦合问题提出分析方法。     

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.     

浅层地震勘探在采空区勘测中的应用

以冀东三友水泥有限公司技改工程地基采空区岩层塌陷的勘测为基础,介绍了应用浅层地震方法探测采空区岩层塌陷所采用的野外工作、资料处理及解释方法技术,讨论了高分辨率浅层地震方法的地质解释依据和勘察效果。     

类砌体型危岩解体破坏模型试验

灰岩地区危岩体具有类砌体结构特征,其在崩塌过程中常呈现解体破坏现象,为了探讨类砌体型危岩的解体特性,遴选危岩体的黏结方式、高宽比和倾角的不同组合,做了81种工况的模型试验,得到不同组合对危岩解体时最先开裂的位置特征。结果表明：高宽比越大（瘦高型危岩）的试验模型,其开裂位置越靠近下端部（危岩根部）;主控结构面倾角越大,其初始开裂位置越靠近危岩体上部;在实验条件下黏结方式对初始开裂位置的影响很小;并对危岩模型发生倒塌时的表面开裂特性进行了研究,研究成果为三峡库区具有类砌体结构特征的危岩解体机制提供依据。     

岩溶塌陷地质灾害的评价方法探讨

利用层次分析法确定了岩溶塌陷地质灾害危险性评价指标的权重,并采用综合指数模型计算了岩溶塌陷地质灾害的危险性指数,通过量化的危险性指数分级,划分了岩溶塌陷的危险性大小,这种方法对今后地质灾害危险性评估中岩溶塌陷的评价具有一定指导意义。     

黄河上游地区崩塌滑坡泥石流地质灾害风险评价

本文在对黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流进行野外地质调查和资料收集的基础上,确定了灾害风险评价的主要影响要素和指标体系,进行了以县(市、旗)为单元的风险评价。评价单元共116个。研究区地质灾害风险共分为5级,高风险单元3个,较高风险单元8个,中等风险单元24个,较低风险单元54个,低风险单元27个。风险评价结果表明,评价区内不同地区崩滑流灾害风险程度相对差异较大,总体分布特点是中部地区较高,北部和南部较低。从风险指数的结果来看,有些风评价单元的风险指数非常接近临界值,一旦危险性条件和易损性条件发生改变,将会引起地质灾害的风险级别发生变化。因此,在西部大开发的进程中,无论是在开发资源还是进行各种工程活动,都应注意保护环境,避免地质灾害向着严重的方向发展。      

黄河上游地区地应力状态与地质灾害关系探讨

本文在广泛收集研究区相关资料的基础上, 以实测地应力值为依据, 对研究区的地应力状态进行了模拟分析, 进而对地应力状态与地质灾害的关系进行了探讨。得到如下认识:地震活动是地应力积累到一定程度而释放的结果, 强震活动一般发生在最大主应力方向与断裂走向呈锐角的部位, 地震活动往往发生在局部高应力区。崩塌、滑坡、泥石流灾害在空间分布上与最大差应力的高值区存在较好的对应关系, 但与最大主应力高值区则无明显的对应关系。