基于稳定性分析与数值模拟的崩塌落石防治研究

因崩塌落石的突发性、难预测性、高破坏性、随机性等特点,导致针对崩塌落石防治工程的精准设计难度很大,因此在进行针对性防治工程设计之前,对崩塌落石进行分析研究具有重要意义。该文以宜宾市某崩塌落石灾害隐患点为例,通过对危岩体进行稳定性分析以及运用Rocfall软件数值模拟崩塌落石的运动轨迹、弹跳高度、运动速度等,为该崩塌的防治工程提供了设计依据,结合灾害点实际情况提出"清危+被动防护网"的防治方法,同时分析结果可作为同类型崩塌防治工程设计的参考依据。     

基于正交试验的露天矿高陡边坡落石随机预测

随着工程建设的发展,边坡尤其是高陡岩质边坡工程,落石灾害已成为仅次于边坡稳定性的研究课题之一。结合白云鄂博铁矿东矿边坡落石问题,对落石产生的影响因素、落石运动轨迹及落石与坡面的相互作用进行力学分析;采用基于正交试验的反分析方法,认为影响落石最大水平运动距离的主要因素为落石法向和切向恢复系数,并确定相关的落石分析参数;采用概率方法对工程实例的深部开采边坡落石问题进行预测,并按照落石落点空间位置及其动能分布,设计拦截网防护措施的高度及强度。落石参数的正交试验确定方法及基于概率分析的落石预测分析思路等,对于高陡岩质边坡落石灾害分析及防护措施确定具有推广和应用价值。     

Rocfall软件在崩塌地质灾害防治工程设计中的应用

结合崩塌灾害防治工程中的危岩落石防治设计,通过运用边坡落石风险统计分析软件Rocfall,模拟分析危岩段的潜在落石运行轨迹、落石的弹跳高度、最大水平运动速度与撞击能,探讨Rocfall软件在崩塌地质灾害防治工程设计中的应用,为防治措施的合理布置提供依据。     

残积土地区不同削坡角度边坡稳定性研究

针对花岗岩残积土地区削坡建房引发的地质灾害,研究降雨条件下不同削坡坡度对边坡稳定性的影响。选取梅州典型边坡案例,采用大型岩土数值分析软件SEEP/W进行地下水流动稳态分析,在此基础上再进行持续降雨条件下瞬态分析,获得孔隙水压力导入SLOPE/W模块计算稳定性系数。得出降雨和削坡综合影响使得边坡稳定性急剧下降,在持续72 h暴雨条件下,建议梅州花岗岩残积土地区坡高为12 m的边坡削坡值不超过65°,为探讨边坡灾害防治提供了一定的理论依据。     

国道317线汶川-理县段边坡地震破坏模式研究

通过对汶川地震前后国道317线汶川-理县段边坡现场调查资料的对比分析,研究了该路段边坡的主要破坏类型、分布特点和防治建议.研究表明破坏类型主要为坡面碎屑流、崩塌落石,但未造成沿线欠稳定边坡的整体破坏;此类灾害具有影响路段长、偶发性明显、发生部位难以精确确定等明显特点,并导致后期发生坡面碎屑流和稀性泥石流的发生风险大大增加且这一风险将长期存在;对于此类灾害,其防治宜遵循绕避为主,工程治理为辅的原则.     

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。     

陕北伤亡性黄土崩塌成因与对策研究

讨论了陕北黄土高原既毁窑又伤人的伤亡性黄土崩塌的类型、前兆、时空分布特征，着重分析了这类崩塌形成原因。在地质环境十分脆弱的陕北黄土地区，由于在黄土斜坡上切层开挖，平基建宅，严重地破坏了自然边坡的稳定平衡条件，导致伤亡性黄土崩塌频繁发生。因此，加强对黄土宅基边坡的科学管理和预防并采取削坡减重和排水等工程措施当是恢复宅基边坡稳定、减少崩塌灾害的关键。     

喷锚支护在岩质边坡治理中的应用浅析

结合龚张公路岩质边坡崩塌落石病害处理,根据岩石产生崩塌的原因及岩石的结构特点,通过边坡稳定性的分析计算,阐述了采用喷锚支护加固治理的设计方案,并且指出应用此方法的注意事项,为类似工程提供了可供借鉴的设计和施工经验。     

蔡永祥烈士纪念馆南侧边坡危岩治理

为解决蔡永祥烈士纪念馆南侧边坡存在的安全隐患,结合对边坡崩塌的原因分析,提出了合理的设计方案及施工处理措施.通过采用修整坡形(削坡)、锚杆加固、素喷混凝土、新建排水沟等方法取得了良好的治理效果.     

沟壑切割区塌陷灾害防治对策

为了防范和治理沟壑切割区开采塌陷灾害,针对沟壑切割区的特殊地形地貌,首先对沟壑切割区开采塌陷灾害进行了分类,然后分析了各类塌陷灾害的演化过程及形成机制,最后提出了相应的防治对策。研究结果表明,沟壑切割区开采塌陷灾害可分为崩塌灾害、滑塌灾害和滑坡灾害三类。崩塌灾害和滑塌灾害分别主要由拉伸破坏和剪切破坏引起,滑塌灾害则兼具拉伸破坏和剪切破坏机制。在沟壑采动影响范围内,可根据具体条件分析采取限高协调开采、留保护煤柱、充填开采和顺坡开采等减损开采方法,同时对边坡采取削坡减载、裂缝灌浆、塌陷回填、支护加固、种植植被、加强排水等地表防护措施,灾后则应采取应急治理恢复措施。     

拉林铁路变坡面倾角崩塌落石对桥梁结构破坏作用的模拟分析与试验研究EI北大核心CSCD

崩塌落石其性质结构复杂、作用因素多样,仍存在众多难题尚未解决,特别是铁路桥梁工程受崩塌落石冲击后的动力响应是当下尚未解决的关键难题之一。本文以拉林铁路某段桥梁工程典型工点为例,运用Rocfall仿真计算,着重就同一结构面不同坡面倾角岩体崩塌落石运动过程对桥梁结构破坏作用产生的平动速度、弹跳高度、总动能等进行动态变化分析,基于上述分析,结合模型试验加速度响应测试,利用SPECTR计算程序对其加速度、速度和位移动力反应谱特性进行分析评价。研究结果:(1)危岩落石运动方式主要与坡面倾角的大小有关,坡面倾角较大,落石从坡面以滚落运动为主;坡面倾角较小,落石从坡面以滑落运动为主。(2)危岩落石受到动摩擦力作用、恢复系数的影响,在每次撞击混凝土桥面的过程中速度都会呈非线性减小。(3)岩体崩塌落石对结构物撞击产生较大的短时加速度脉冲效应,当结构物基频相同时,落石从坡面运动的空间变化是引起振动特性响应差异显著的主要因素。(4)速度响应时程曲线近似呈"余弦"型,总体上表现出随着时间增加呈现非线性增减变化,且大角度坡面倾角其速度响应峰值略大于小角度坡面倾角,落石对结构物的撞击时间效应与坡面倾角相关,坡面倾角越大,触发时间效应越明显,受振有效持续时间越久。(5)阻尼比取值介于10%~20%时,反应谱曲线衰减幅度最为显著,介于30%~40%时,加速度反应谱曲线表现明显分异,设计宜鼓励增大桥梁的柔性抗冲击性能。上述研究成果,对于新建川藏铁路山区桥梁基础施工具有工程指导意义。     

反复微震作用下顺层及反倾岩质边坡的动力稳定性分析

水库蓄水后诱发的高频次微小地震在一定程度上会对区域地质体的稳定性产生重要影响。本文采用振动台试验、UDEC数值分析方法,对顺层、反倾两类典型岩质边坡在反复微小地震作用下的动力稳定性进行了深入研究。结果表明:两类边坡的加速度响应均表现出"高程效应"和"趋表效应",且随地震作用次数的增加,坡体损伤(表现为层面与次级节理的起裂、扩展、贯通)不断累积,造成两类边坡的动力响应均呈现减弱的趋势;在反复微震作用下,边坡自振频率减低和阻尼比增大是其动力特性变化的基本规律;边坡累积永久位移随着地震作用次数的增加而增加,而稳定性系数则呈现递减趋势;在反复微震作用下,顺层坡的后缘竖向拉裂缝逐渐向下扩展并与下卧层面连通,边坡主要发生沿层面的整体滑移失稳模式;反倾坡首先在坡肩及坡面出现块体崩落,随后上部岩层逐层剥落,最终形成圆弧形破坏面,边坡以坡肩处发生落石、中上部岩层发生崩塌为主要破坏特征。     

某公路边坡落石形成条件及运动特性研究

根据现场调查,某公路岩质边坡上部坡表植被发育,下部基岩裸露,坡脚落石堆积。从地形地貌、地层岩性、风化卸荷三个方面分析该边坡落石形成的原因;基于赤平投影分析,计算了该边坡的稳定性;理论上归纳总结了落石的初始运动形式及在边坡上的运动形式。采用基于运动学参数的Rockfall数值模拟方法对落石下落后的运动轨迹进行预测,最后结合数值模拟结果提出对该边坡采用刚性挡墙的防治措施。     

拉林铁路变坡面倾角崩塌落石对桥梁结构破坏作用的模拟分析与试验研究

崩塌落石其性质结构复杂、作用因素多样,仍存在众多难题尚未解决,特别是铁路桥梁工程受崩塌落石冲击后的动力响应是当下尚未解决的关键难题之一。本文以拉林铁路某段桥梁工程典型工点为例,运用Rocfall仿真计算,着重就同一结构面不同坡面倾角岩体崩塌落石运动过程对桥梁结构破坏作用产生的平动速度、弹跳高度、总动能等进行动态变化分析,基于上述分析,结合模型试验加速度响应测试,利用SPECTR计算程序对其加速度、速度和位移动力反应谱特性进行分析评价。研究结果:(1)危岩落石运动方式主要与坡面倾角的大小有关,坡面倾角较大,落石从坡面以滚落运动为主;坡面倾角较小,落石从坡面以滑落运动为主。(2)危岩落石受到动摩擦力作用、恢复系数的影响,在每次撞击混凝土桥面的过程中速度都会呈非线性减小。(3)岩体崩塌落石对结构物撞击产生较大的短时加速度脉冲效应,当结构物基频相同时,落石从坡面运动的空间变化是引起振动特性响应差异显著的主要因素。(4)速度响应时程曲线近似呈"余弦"型,总体上表现出随着时间增加呈现非线性增减变化,且大角度坡面倾角其速度响应峰值略大于小角度坡面倾角,落石对结构物的撞击时间效应与坡面倾角相关,坡面倾角越大,触发时间效应越明显,受振有效持续时间越久。(5)阻尼比取值介于10%～20%时,反应谱曲线衰减幅度最为显著,介于30%～40%时,加速度反应谱曲线表现明显分异,设计宜鼓励增大桥梁的柔性抗冲击性能。上述研究成果,对于新建川藏铁路山区桥梁基础施工具有工程指导意义。     

襄渝线汪家沟隧道出口增设棚洞设计

由于具有突发性、危害性大等特点,崩塌落石病害一直为山区既有线路病害防治中的重点。以既有襄渝线王家沟隧道工程为背景,在既有线崩塌落石病害采用棚洞结构进行防护方面做了一些新的尝试,解决了既有线与临近增建二线相邻且间隔较大条件下崩塌落石病害防护工程综合设计技术问题,可为我国山区铁路崩塌落石灾害防护治理工程提供有益的参考和借鉴。     

削坡在单滑动面岩质边坡治理中的适用性研究

指出选择边坡治理方法往往依靠定量分析和工程经验,通过分析坡角、坡高对边坡稳定性的作用,得出了削坡效果与斜坡几何尺寸的关系模型,实现了单滑动面岩质边坡治理工程中削坡适用性的定量分析,并通过工程实例验证了该方法的可行性。     

主动防护网在铁路崩塌落石病害整治中的运用

结合边坡崩塌落石病害整治实例,对GQS型主动防护网的概念、施工技术要求以及施工安全要求等进行了论述,并介绍了GQS型主动防护网在铁路崩塌、落石病害整治中所取得的成功经验,为以后类似工程提供借鉴。     

落石冲击旁山填方路基边坡破坏数值模拟

落石灾害造成山区中低等级公路路基滑塌灾害十分普遍,造成交通堵塞及大量的经济损失,甚至人员伤亡。以旁山沥青路面填方路基边坡为原型,采用显式动力学程序LSDYNA,研究了不同下落高度及入射角度的落石冲击作用下路基边坡的力学响应,揭示了落石冲击力和路基边坡的变形、能量转化与落石高度和入射角度的相关性。落石冲击力与入射角负相关,入射角为45°时路基变形最大。路肩位移、路基路面变形与下落高度正相关。路面结构对路基的保护作用与下落高度呈正相关。落石高度的变化主要影响路基路面变形,入射角的变化主要改变土体力学响应范围。研究成果可为路基边坡的落石灾害防护设计提供参考。     

湘黔铁路红层边坡稳定性评估

红层是一套具有特殊工程地质性质的地层,其堑坡易发生崩塌、落石及溜坍等病害。是在认真调查湘黔铁路50多公里线路现况的基础上,对既有堑坡进行分析研究,并给出稳定性评价。     

滚石离散元数值模拟的参数反演

 离散元法(DEM)是数值模拟崩塌落石运动的一个有力方法,但确定离散元输入参数是个难题。提出一个基于已知落石轨迹的离散元参数的反演计算方法。落石轨迹可以通过现场落石试验或者野外实地调查实际落石过程获得。该方法的特征为反演得到的离散元参数可以间接反映边坡与落石冲击时的变形以及植被缓冲效应。建议的几个保证解的有效性得到验证,稳定性措施效果良好。室内落石试验结果和现场落石工程实录验证证明了该算法的有效性和实用性。