红云金顶变质岩区危岩发育特征及变形破坏机理研究

梵净山红云金顶发育一套浅变质岩层,沿景区登山步道可见十多块形态各异的危岩,基于变质岩危岩的形态特殊性、形成机理特殊性,运用地质历史分析法、层序地层学原理、基于无人机航测、岩体力学等方法手段,对变质岩危岩发育特征、形成演化过程、变形破坏机理进行研究。结果表明:①危岩具有形态特异、体积小、临空面广、岩体力学强度高、劈理片理等发育、卸荷作用强烈等特征;②研究区危岩形成主要经历了武陵运动、雪峰运动、印支运动、燕山运动形成红云金顶孤峰,在冰川作用、风化与卸荷作用、热应力交变作用等因素耦合下形成现今形态特殊的危岩;③研究区主要为悬臂式危岩、坠落式危岩、贴坡式危岩的变形破坏,在外地质营力作用下发生拉裂-坠落、拉剪-坠落、压剪-滑移、压致拉裂-滑移等破坏。研究成果对变质地区崩塌等灾害的防治有一定的参考意义。     

环境边坡危岩体稳定性定性评价研究

水电工程环境边坡分布的危岩体存在“走不近、看不清、查不明”的难题，稳定性评价困难。根据金沙江乌东德水电站、旭龙水电站等高山峡谷坝址区环境边坡大量危岩体稳定性评价成果，提出了环境边坡危岩体稳定性的定性评价标准与方法。结果表明：滑移型危岩体的稳定性评价依据包括滑面几何特征、滑面性状、结构面卸荷松弛张开因素，倾倒型危岩体的稳定性评价依据包括底面悬空程度、后缘结构面特征、高厚比，坠落型危岩体的稳定性评价依据包括通过凸出程度、后缘结构面特征、坚硬程度及完整性；通过对块体结构面产状、松弛张开特征、底部临空情况、附近变形破坏迹象等要素进行分项按权重赋分，可进行危岩体稳定性半定量评价。将定性评价结果与稳定系数对应，可建立定性评价与定量评价的关系，为支护设计提供参考。     

金沙江某水电站坝址条状山梁卸荷松弛成因分析

金沙江某水电站大坝左坝肩边坡因两条河流切割包围形成条状山梁,岩体卸荷松弛强烈,边坡一定深度范围内呈不同程度张开状,可见张开宽度15 cm。在现场调查资料的基础上,结合地形地貌、地层岩性、结构面发育特征及河谷地应力等因素,综合分析了边坡岩体卸荷松弛的成因。结果表明:金沙江及其支流的切割形成了孤立突出、三面临空的条状山梁,同时边坡垂直高差达350 m,应力释放迅速、强烈;逆向陡倾岩体拉裂、倾倒,并随时间持续剪切错动松弛,最终形成了卸荷深度达112 m的松弛现象。     

建房场区高陡岩质边坡锚喷支护设计

一、引言新县人民检察院技侦楼后侧山体边坡,于2010年开挖形成,因时空效应、坡脚临空、岩石风化、水的侵蚀及岩体卸荷裂隙等影响,边坡底部已有崩落岩块,局部坡面形成裸露岩腔,东侧边坡有被结构面切割的岩体,切割岩体坡脚临空,有进一步下滑的趋势,对周围环境形成较大潜在危险。为了使风化裂隙发育的岩质边坡不出现滑坡、崩塌灾害,确保人身财产安全,经技术经济比较,     

含软弱夹层开挖边坡变形特征物理模型试验研究

为了研究开挖边坡的变形破坏特征,在相似原理的基础上,采用底摩擦的试验方法进行室内物理模拟试验。实验结果表明,该边坡的破坏主要是由于坡脚开挖造成的,边坡的破坏不是一次形成的,而是两次形成的。不合理的开挖导致边坡形成良好的临空面,利于边坡的下滑,该边坡的破坏模式主要为滑移-拉裂。     

Nam Ngum 5水电站升压站、闸门井左侧边坡剪切破坏分析

通过滑坡的力学机制分析,Nam Ngum 5水电站升压站、闸门井左侧边坡滑坡是由于卸荷回弹的影响,岩体在重力、地下水压力作用下,当岩层结构面处剪切力大于其抗剪强度时,在边坡下部,由于差异性回弹,在层面间产生剪切破坏,产生剪裂面,在重力的长期作用下,剪裂面不断向深处发展,横向最终与岩层倾向面连通,加强了层状岩体边坡向临空面的剪切滑移,而在边坡上部垂直层面产生张裂(拉裂缝),当纵向、横向拉裂缝与剪切裂缝发展到互相贯通时,此边坡将失稳下滑。     

某水电站韧性剪切带的发育特征及边坡开挖变形响应研究

拟建的澜沧江某水电站右岸岩质高边坡开挖近400 m,根据现场地质调查,边坡岩体为硬脆性的英安岩,卸荷强烈,且边坡内中小型断层发育。此外,右岸边坡还发育有2条陡倾坡内的韧性剪切带,剪切带内产生了糜棱化,这导致了右岸边坡的地质条件和岩体结构都非常复杂。为了探究此条件下岩质高边坡的开挖变形响应机制及规律,选取水电站右岸坝轴线边坡为研究对象,通过离散元程序UDEC来模拟边坡的开挖过程。研究结果表明:开挖导致韧性剪切带浅表层岩体产生较大变形,影响边坡稳定性;开挖引起的变形主要受倾坡外的卸荷裂隙及溢流面的控制,其地质-力学变形破坏模式以"滑移-拉裂"为主;边坡开挖后主要产生横向位移,其累计位移模式为向高高程传递、在后缘累积;边坡开挖与产生的变形能基本保持同步,最终受岩体弹性恢复滞后的影响,在接近开挖结束时剩余变形较小。     

某电厂后边坡岩体倾倒变形特征及失稳破坏模式分析

某电厂后边坡为高陡边坡,且发生倾倒,岩体破碎,边坡失稳将危及电厂安全。针对边坡不同的失稳破坏模式,可以采取相应的防治措施。为对电厂后边坡防治设计提供理论支撑,依据边坡岩体结构、变形破坏型式以及风化、波速等差异,自外向内将边坡岩体分为极强、强、弱3个倾倒变形区。综合分析各变形区边坡的形态、岩性组成等,结果表明:极强倾倒变形区岩体呈散体结构,易发生蠕滑-拉裂式滑坡;强倾倒变形区岩体呈碎裂、镶嵌结构,倾向坡外结构面发育,存在蠕滑-拉裂式滑塌;弱倾倒变形区岩体一般不会出现自身失稳破坏。     

鄂西黑炭河流域白庙崩塌体成因机理分析

白庙崩塌体为典型的拉裂式逆向岩层崩塌,其形成受地形地貌、地层岩性、地质构造、大气降雨等因素的控制。崩塌体上部和下部岩层坚硬,中间为软弱夹层,故而构成了三明治式地层岩性组合形式,这是造成白庙崩塌体第一次失稳的重要因素。另外,地质构造及河流冲刷作用对坡脚的切割为白庙崩塌体的发生提供了良好的临空面条件,当大气降雨渗入危岩体裂隙,加速了崩塌的发生。通过对白庙崩塌体所处地质环境条件及其成因机理分析,表明白庙崩塌体目前处于不稳定状态,随着现存危岩体上裂缝的不断发展变化,此处有再次发生崩塌的危险。     

澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡成因机制

在现场调查资料的基础上,结合倾倒变形体边坡地形地貌特征、地层岩性特征、结构面发育特征、河谷地应力以及岩体力学性能的差异等方面对澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡的成因机制进行了综合分析。结果表明:该大型倾倒变形体边坡地形上呈单薄、突出、三面临空的山梁;地层以薄层陡倾状岩体为主,并且在河谷下切过程中,砂岩和板岩将会出现差异卸荷回弹;边坡岩体中发育与倾倒变形体变形方向一致或相反的裂隙,有利于倾倒变形体的初始变形;河谷下切之前现今地面线附近岩体原始积累的地应力较高,当河谷下切至现今地面线时岩体卸荷强烈;在上述原因的共同作用下,倾倒变形体边坡向临空面发生大规模的倾倒变形。     

长河坝水电站进水口边坡破碎岩体发育特征

通过地质调查和勘探平硐揭示,长河坝水电站进水口边坡岩体地质构造主要表现为裂隙发育、组数多且延伸长大,次级小断层小挤压带发育,卸荷强烈,岩体破碎,多呈块裂结构。通过对开挖揭示地质条件与锚固钻孔情况的分析,发现局部边坡受卸荷及地质构造影响,坡体产生滑移拉裂破坏,表部形成直径0.5~5.0 m大小不等的空腔,浅表部岩体具架空结构,松动岩带厚5.0~10.0 m等特征。坡面岩体总体松弛破碎,增加了支护施工难度。通过对边坡特征的总结,旨在为类似工程提供借鉴。     

岩溶区软岩基底岩质边坡失稳数值模拟研究

软岩基底岩质边坡主要在重力作用、河流下切及溶蚀作用下形成危岩体,斜坡岩体内裂隙发育,贯通性良好,水的溶蚀作用将降低结构面上的抗剪强度,促进危岩的形成。危岩主要受上硬下软的岩性组合、溶蚀作用及风化作用等因素控制。斜坡受灰岩岩溶发育的影响较大,灰岩的力学强度有所降低,是崩塌的易发岩组。该类边坡易发生倾倒式破坏。危岩演化过程中斜坡明显的变形主要发生在斜坡临空面陡崖的端部和软硬岩层交界面附近,在上部硬质岩体重力作用下,下部砂岩变形继续发展,导致软硬岩交界面处裂隙自下而上大量发展。在暴雨及地震工况下危岩稳定性明显降低。对于该类边坡建议采取清除+支撑+锚固的综合防治措施。     

新龙水电站库区倾倒变形体数值模拟分析

新龙水电站是雅砻江上游梯级电站开发甘孜—新龙段4级开发中的第4级电站,是以发电为主的电站。水电站右岸近坝库段大范围发育有倾倒变形体,总体积约1 600万m3。该变形体在水库蓄水后,受地下水位升高、浸泡影响,变形体岩体的抗剪强度指标降低,极易导致变形体边坡失稳,从而对大坝、泄洪(放空)洞、电站引水口等建筑物安全构成威胁。针对该倾倒变形问题,通过对倾倒变形体工程地质特性及失稳模式等分析,建立边坡离散元的数值计算模型,得出岩体倾倒变形特征和变形破坏机理发展过程,从倾倒变形体的变形特征上来看(以地震工况为例),边坡变形体破坏主要位于强倾倒变形体中,弱倾倒变形体破坏不明显。强倾倒变形体主要表现为向临空面方向发生倾倒—弯曲—拉裂—折断的变形破坏模式,先在坡脚及顶部发生剪切破坏,中间形成锁固段,后剪切贯通整体下滑,成果可为倾倒变形体的稳定性评价及工程开挖施工提供借鉴。     

缓倾层状高边坡典型破坏模式及宏观判据研究

 缓倾层状高边坡是三峡库区典型的岸坡结构之一,其稳定性主要由岩体结构和岩性组合决定。通过对长江上游云阳—江津100个高边坡详细调查,针对缓倾角层状岩质边坡特殊情况,考虑其形成机理将三峡库区缓倾层状高边坡典型破坏模式概化为风化崩落型、压剪滑移崩落型、拉剪倾倒崩落型、拉裂坠落型4种破坏模式。以岩体结构控制论为指导,结合实例分析了4种破坏模式的基本特征。从陡崖(坡)断面形状、主控结构面特征、优势面数目、节理密度以及岩性等方面构建了缓倾层状边坡破坏模式的宏观判据。经云阳—江津100个高边坡现场验证,利用这些宏观判据判识的破坏模式与实际相符。     

澜沧江某水电站控制性结构面对岩质边坡的失稳破坏影响

边坡的控制性软弱结构面是决定岩质边坡失稳破坏模式及稳定性的重要因素。为研究其对边坡的影响,以西藏某拟建水电站中坝址溢洪洞出口边坡为研究对象,运用野外现场调查、工程地质分析等方法对边坡岩体控制性结构面进行了详细分析,并选取典型剖面分析潜在不利滑移面,并运用刚体极限平衡法计算其稳定性。结果表明:边坡发育陡倾坡外优势结构面及一组中—缓倾坡外不利结构面,边坡破坏模式以滑移-拉裂型为主,以控制性不利结构面为边界。边坡可能产生四组潜在滑移面,边坡碎裂松动岩体SL12及SL14区域产生浅表层弯折、脆性倾倒破坏模式。稳定计算结果表明天然工况下边坡基本稳定,暴雨及地震工况下边坡控制性软弱结构面参数会大大降低,稳定性系数大幅减小,边坡可能发生失稳破坏。研究成果可以为水电站工程建设及设计提供一定依据。     

柔性防护系统在锦屏电站边坡防护中的应用

锦屏一级水电站左岸边坡岩石倾倒、拉裂、卸荷松驰变形严重,坝肩开挖线以上的高位危岩体及上下游边坡潜在的岩崩、滑坡对电站的工程施工和运行安全存在着直接的影响。为消除安全隐患,除坝肩部位进行开挖支护外,坝肩开挖线以上的高位危岩体及上下游边坡采取了大量的主被动柔性防护系统进行防护,以确保左岸边坡及高位危岩体部位总体处于受控状态,同时主被动柔性防护快捷的施工方案、开放性网状结构、系统防腐寿命均基本满足电站工程施工进度、整体环境保护及运行期安全的要求。     

紫坪铺水利枢纽左岸坝顶边坡岩体变形破坏模式与稳定性评价

紫坪铺水利枢纽左岸坝顶边坡岩体变形破坏模式主要有沿层间剪切带的压缩变形，表现为上部岩体拉裂破坏、卸荷拉裂、楔体滑动等形式。边坡岩体稳定性按CSMR体系进行分类，结果表明，岩体属于Ⅳ、Ⅴ类。为不稳定至很不稳定岩体。须加强喷锚、锚索、贴坡混凝土等支护处理措施，才能保证施工安全。     

基于无人机倾斜摄影的危岩识别及数值模拟分析

针对峡谷区高陡边坡危岩落石地质灾害分布位置高、突发性强，严重影响该区域工程建设安全的问题，以康定榆林至新都桥高速公路桑达隧道进口高位危岩为例，基于无人机倾斜摄影技术生成三维实景模型以及数字地表模型，全面获取高位危岩的地质地形空间信息，对危岩区进行分区评价与失稳模式分析，通过三维数值模拟对危岩体的运动过程、运动轨迹、冲击能量等进行分析。研究表明：该场地危岩可划分为强烈发育区、中等发育区和高位岩堆区等3个分区，岩体破坏以拉裂-倾倒式和剪切-滑移式为主；失稳岩体主要沿坡面沟槽向下运动，颗粒的最大运动速度接近40 m/s,对下方公路构造物危害严重；综合分析表明危岩Ⅱ区受高位危岩及松散岩堆崩落影响最小，适宜路线方案通行。研究成果可为峡谷山区公路及水电等基础设施建设中遇到的高陡崩塌识别与评价提供借鉴。     

尖山营不稳定斜坡影响因素与形成演化机理研究

基于地质历史分析法、层序地层学原理、无人机航测、岩体力学等方法,采用宏观与微观相结合、点面结合,以点带面,面中求点、充分利用前人资料、择重进行分析的手段,对研究区的地形地貌特征、影响因素、形成演化机理进行研究。结果表明:①从东侧往西侧来看,总体上具有陡缓相间的三级平台特征;②影响因素可分为地质条件、地层岩性、岩体结构、人类工程活动、降水;③研究区地层软硬相间,发育的地质灾害有崩塌和滑坡两种,对应的形成演化机理也有区别。滑坡:冒落沉陷-变形阶段拉裂变形阶段-蠕滑变形阶段-剪切滑移破坏阶段。崩塌:冒落沉陷变形阶段-拉裂变形阶段-蠕动变形阶段-剪断、倾倒、坐落破坏阶段。本文的研究成果有助于合理开发利用矿产资源,保护矿业权人的合法权益,预测和防治地质灾害的发生,最大限度地减少地质灾害给当地人民群众造成的损失,切实保障箐尾巴组、店子组、小寨组人民群众的生命财产安全,提出科学合理的矿山地质灾害防治措施建议。     

顺倾层状岩质边坡失稳破坏机制及稳定性影响研究

为探讨顺倾层状岩质边坡的失稳变形破坏机制,基于SRM强度折减法,采用Midas-GTS NX岩土分析软件对一坡角为60°的硬质岩夹软岩顺层边坡进行数值模拟,通过改变边坡的几何条件,探讨并查明了该形式边坡的变形破坏形式及稳定性。结果表明:结构面倾角对顺倾层状岩质边坡变形规律影响明显,以水平层状边坡和直立层状边坡为临界点,随着结构面倾角不断增加,顺倾层状边坡破坏模式体现为:压剪破坏→滑移-压致拉裂破坏→滑移-拉裂破坏→滑移-劈转破坏→滑移-弯曲破坏→弯曲-崩塌复合破坏,边坡安全系数随倾角的增大先减小再增大,在结构面倾角为40°时稳定性最差,在90°达到最大值;随着结构面厚度的增加,边坡安全系数呈线性减小趋势;随着结构面间距的不断增加,边坡安全系数呈增大趋势,不过增加速率逐渐减小。