地震作用下滚石运动机理研究

强震触发崩塌滚石具有显著的水平抛射作用，通过对汶川地区106处崩塌落石的调查，发现滚石失稳后的运动特征主要为覆盖层变形引起的滑塌和重心偏移引起的滚动。本文采用恢复系数的计算方法对山顶落石运动过程中的运动速度进行计算，通过对滚石弹性碰撞恢复系数、落点速度及弹跳高度的反演，可以更有效地对崩塌滚石进行防护和治理，对今后防治滚石具有很好的参考借鉴。     

四川麻柳沟地震崩塌落石运动特征分析

根据麻柳沟斜坡的坡体结构、地震崩塌落石分布位置及落石运动轨迹,采用运动学理论方法研究了麻柳沟地震崩塌落石的运动特征。结果表明,地震崩塌落石有别于重力崩塌落石,其运动形式更为复杂。麻柳沟地震崩塌落石的运动过程可分为平抛、滚动两个阶段。受落石大小、形态等影响,不同规模的崩塌落石运动方式有所差异。大型落石往往经过平抛阶段后直接停留在落地的位置,据此可以反算崩塌落石的初始速度;小型落石由于能量较小,落地后迅速被耗尽,基本停留在离落地不远处;对于那些偏心距较小的中型落石,受其形状、大小及坡度等影响,运动距离较远。地震崩塌落石在滚动阶段不受地震力影响,因此其运动方式与重力崩塌落石运动形式相同。     

滚石运动特性的物理模型试验研究

滚石的运动特征研究是滚石灾害防治的重要前提,而坡表覆盖层和滚石自身特性是影响其运动特征的重要因素.以斜坡覆盖层材质为变量,开展物理模型试验,研究了混凝土坡面和土质坡面下滚石试块的运动特征;并在此基础上,以在建合壁津高速公路边坡为例,开展滚石运动特征数值模拟研究,以运动速度、转动速度、运动能量等为指标分析了滚石形状和尺寸...     

基于Rockyfor3D的滚石模拟

在总结国内外滚石危险范围预测方法的基础上,对Rockyfor3D模拟方法从过程运用到数据准备等进行分析。在此基础上,以某崩塌点为例,运用该模拟方法对崩塌点滚石危险范围预测进行分析。实例分析表明,运用该方法可大致确定滚石的横向与纵向危险影响范围,可将该方法推广运用于滚石的危险范围预测,为滚石灾害防治提供参考与借鉴。     

汶川县渔子溪流域泥石流源区的崩滑体空间分布特征

为了明确崩塌滑坡转化为泥石流的特点,研究泥石流源区内的崩塌滑坡体特征,以映秀至卧龙间渔子溪流域为研究重点,划分研究区约396 km²,以研究区内23条泥石流沟(流域总面积约为208 km²)作为研究对象,利用高精度遥感影像将崩塌滑坡点进行解译,并通过野外实际调查进行复核,证实了遥感解译的可靠性,最终得到崩塌滑坡点2 741个,总面积23.6 km²。利用GIS对崩塌滑坡在高程、坡度、坡向、地层岩性和河流距离的分布特征进行了分析,结果表明在1 500~3 000 m海拔范围内,崩塌滑坡分布最多;坡度40°~50°范围,崩塌滑坡面积比例最大;坡向在90°~180°范围较为集中,此范围垂直于地震断层;崩塌滑坡较坚硬闪长岩岩组容易被地震、降雨等因素触发大量崩塌滑坡;距离河流较近的山体容易发生崩塌滑坡。     

地震坠落滑动型滑坡发育特点及典型实例分析

汶川地震诱发了大量的地震滑坡,其中坠落滑动型滑坡是一种普遍的地震滑坡类型,滑动特征独特,动力机制复杂。以彭州市九峰村滑坡为实例,介绍了滑坡发育的控制因素,滑坡运动及形成过程经历了后缘崩塌坠落启动、中下部整体启动滑移、滑后堆积等3个阶段。结合地震条件下斜坡岩土体的变形破坏机理,解释了地震坠落滑动型滑坡后壁上部为崩塌坠落裂面,斜坡中部坡体浅层滑动明显,滑坡滑动速度快、距离远,坡脚形成倒石堆危害大,次生灾害链持续时间长等特点。     

阿勒泰骆驼峰景区崩塌灾害特征与防治措施研究

以阿勒泰市骆驼峰景区崩塌灾害为工程背景,采用地质分析法研究其形成机制,利用赤平极射投影与数值计算得出典型崩塌危岩体的稳定性,通过现场调查与Rocfall模拟软件分析崩塌落石的运动特征,并提出防治方案。研究结果表明:成岩过程中形成的结构面在后期持续的地质应力的作用下张开甚至贯通,以及强烈的冻融循环作用是形成骆驼峰崩塌的主要原因;数值计算结果显示,崩塌体在外界扰动因素(降雨/融雪、地震)的作用下稳定系数降低明显,多数处于欠稳定-不稳定状态;崩塌落石形成后经历抛掷、碰撞、弹跳、滚动等运动状态,弹跳高度最大值为11.3 m,总动能最大值为304.6 k J。根据分析成果,提出"主动+被动"相结合的崩塌防治措施,既避免破坏景观,又达到了治理效果。     

肖家沟泥石流发育特征及危险性评价

5.12汶川地震引起崩塌、滑坡、不稳定边坡大量发育,形成的大量固体物质堆积于山坡及沟道中,形成了巨量泥石流物源[1],震后泥石流爆发的临界降雨量大大降低,其启动和运动方式发生明显改变。泥石流活跃期可能持续10～20 a,将是影响灾区恢复重建的最大地质灾害隐患,应高度重视[2]。本文介绍了肖家沟泥石流沟发育特征并对其进行危险性评价,计算出不同频率暴雨下的输沙量,为省道303线的灾后重建以及今后的治理工作提供依据。     

滚石的运动速度与冲击力关系的试验研究

研究滚石运动速度与冲击力之间的关系,对于滚石灾害的预防和整治有着重要的意义。滚石冲击力的影响因素众多,其中滚石运动速度的影响较大。通过室内滚石撞击试验,即大理石圆球分别撞击3种不同材料的长方体面板,然后以传感器记录滚石撞击时的冲击力,以摄像机记录滚石运动过程,从而计算得到撞击时滚石的瞬间运动速度,然后观察试验现象并获得相关数据,分析二者的相互作用关系并研究其变化规律,发现滚石运动速度V越大,滚石冲击力F也越大。根据试验结果和数据的拟合,得出两者呈幂函数关系,即F与V的1.35次方成正比例。     

层状颗粒柱体崩塌-堆积过程研究

碎屑流具有高速度、冲程远、危害范围广等特点,颗粒粒径被认为是影响其运动距离的重要因素之一。为了对碎屑流进行有效的预测和防范,基于单面临空下不同分层堆积模式颗粒柱体的一系列崩塌运动物理试验对其崩塌-堆积过程进行了研究。结果表明:不同分层堆积模式颗粒柱体崩塌后,颗粒的堆积层序和试验前颗粒初始堆积层序保持一致;崩塌后的颗粒堆积层序和试验前颗粒初始堆积层序有关;不同粒径的颗粒相互间运动时,粒径较小的颗粒填充到大颗粒间的空隙之中,并起到润滑作用;颗粒柱体在单面临空面方向崩塌时,颗粒运动方向呈放射状,堆积平面形式是"圆形态";分别以d_7颗粒为顶层和d_(13)颗粒为顶层时,d_7颗粒最远堆积长度比d_(13)的高约6.3%;顶层颗粒(d_7颗粒)运动能力越强,则最终的堆积范围越大,底层颗粒(d_(13)颗粒)的运动能力,对整个堆积体最终堆积范围影响相对较小。上述规律可应用于层状危岩体崩塌过程及其颗粒堆积范围的研究。     

基于惯性导航技术的滚石运动特征参数提取研究

现有研究滚石运动的手段存在设备布设复杂、获取数据单一等不足，在计算时普遍采用滚石轨迹随机分布的计算方法进行模糊化处理，精度较低。为快速准确获取滚石运动特征参数，提出利用惯性导航技术进行研究。介绍了惯性导航技术的基本原理，并通过室内试验对滚石试样运动速度及运动姿态进行解算，将解算结果与高速摄像机拍摄图像进行比较，验证了惯性导航技术的准确性。结果表明：(1)采用惯性导航技术，可快速准确获取滚石在运动过程中的加速度、速度、角速度等特征参数，并能够进一步解算滚石运动姿态及能量变化；(2)碰撞姿态对滚石碰撞过程具有明显影响，碰撞姿态将决定滚石后续运动方向、运动速度及冲击能量的大小。     

震裂滑移式崩塌运动特征分析:以张家沟2#崩塌为例

【目的】“6.1”芦山地震诱发了宝兴县张家沟崩塌群，严重威胁坡脚居民生命财产安全，研究其形成机制与运动特征，可为该类灾害防治工作提供理论依据。【方法】运用经验公式及离散元软件3DEC分析其运动过程，量化崩塌体的位移速度变化特征。【结果】结果显示：(1)发育倾向坡外及竖向裂隙的坡体即可发生震裂滑移式崩塌，而不仅出现在顺层斜坡中；(2)崩塌体裂隙发育，破坏首先从后缘开始，块石最大运动距离约213 m,最大运动速度约25.71 m/s;(3)张家沟2^#崩塌落石运动过程以滚落为主，跳高较少，同时受坡面形态影响较为强烈；(4)震裂滑移式崩塌运动过程可概括为拉裂损伤阶段—剪切滑移阶段—崩落流通阶段—自稳堆积阶段。【结论】结果表明，数值模拟结果与现场调查相吻合，数据揭示了张家沟崩塌的运动特征，反映了其形成机制，研究成果可为类似灾害防治提供参考。     

不同颗粒级配柱体堆积范围研究

碎屑流具有冲程远、危害范围大等特性,难以进行有效预测防范。颗粒级配被认为是影响碎屑流运动距离的重要因素之一。开展了一系列基于单面临空不同颗粒级配颗粒柱体崩塌运动的物理模型试验研究。结果表明:颗粒柱体崩塌后,颗粒运动斜向箱体外,水平板上的颗粒运动呈放射状,堆积平面形式为圆形态,颗粒静止轮廓可分别用抛物线、圆的方程拟合,效果较好;颗粒类型相同时,随着颗粒柱体高度的增加,崩塌后颗粒堆积成圆形态的圆心位置有沿着y轴向前移动趋势;颗粒柱体高度相同时,小颗粒的运动距离比大颗粒的运动距离远;颗粒粒径小时,松散堆积区范围小,颗粒的影响区域为密集堆积区范围;反之,颗粒的影响区域为密集堆积区范围+松散堆积区范围。试验研究成果对预测碎屑流堆积区范围具有一定的参考价值。     

某水电站左岸B20崩塌堆积体稳定性研究

对金沙江某水电站左岸B20崩塌堆积体处的工程地质条件进行分析,并对下部凝灰岩夹层的分布形式及特点进行重点研究,提出B20崩塌堆积体可能的滑移方式,运用有限元方法和极限平衡理论方法对其在不同可能工况下的稳定性进行分析。有限元计算结果表明,B20崩塌堆积体沿基岩和崩塌堆积体接触面上的滑动面组合形式的安全系数能够满足工程要求;地震作用对崩塌堆积体的影响较大,但引起边坡失稳的可能性小。采用极限平衡方法计算了不同工况下B20崩塌堆积体沿崩塌体内部产生局部圆弧滑动的可能性,计算结果表明各工况的安全系数均能满足工程安全的需要。根据综合分析结果,提出B20崩塌堆积体处理建议。     

层状岩质边坡动力变形破坏特征的试验研究

以反倾层状岩质边坡为研究对象,通过振动台试验对地震作用下反倾层状岩质边坡的变形破 坏过程进行了研究,观察记录了在不同频率、振幅、持时地震波作用下模型边坡的宏观变形破坏特征。 在此基础上,对模型边坡的变形破坏模式进行了分析。试验结果表明:地震作用下边坡变形破坏特征与 地震动参数密切相关;结构面对边坡的变形破坏有着控制作用;地震作用下反倾层状岩质边坡的变形破 坏模式可概化为:地震诱发———顶部及浅表部松动变形———坡体裂缝发育、扩展及层间错动加剧———顶 部及浅表部破坏加剧———坡脚拉张裂缝扩展及层间错动加剧,引起边坡大规模崩塌溃坏,散落岩体堆积 坡脚。     

川藏输电线西藏段杆塔地质灾害分析

以川藏联网输电线路工程西藏段为例,通过对沿线影响杆塔安全的地质灾害问题进行调查分析,总结地质灾害发育特征,得出藏东高寒山区影响杆塔安全的地质灾害类型主要包括:滑坡、崩塌(滚石)、不稳定斜坡、泥石流等。通过分析这几种地质灾害类型对杆塔稳定性影响的机理,为提出合理可靠的处置措施提供理论依据,对类似工程具有一定的参考作用。     

西藏紫金山危岩特征及稳定性和运动特性研究

危岩是山区常见的地质灾害类型之一,危岩失稳-崩塌后的运动特性难以预测,危害很大。为了探讨危岩的稳定性和运动特性,以西藏紫金山危岩为例,通过定性定量方法对各危岩带的稳定性进行评价,并用Rocfall软件模拟危岩失稳后的运动轨迹,通过室内试验分析冻融作用对危岩形成的影响,同时结合无人机航空摄影、三维激光扫描及现场调查等手段,对危岩带的划分、地层岩性、节理裂隙的发育情况等进行现场验证。结果表明:各危岩带位于山脊陡崖处,均处于基本稳定-欠稳定状态,在降雨、地震条件下稳定性会有所降低;危岩的形成受地形、岩性、地震、冻融等多因素的共同影响,冻融作用主要表现为冻融损伤,在岩石表面形成微裂纹;危岩失稳-崩塌后在坡面经过多次弹跳、滚动,最终停止。研究成果可为危岩的治理设计提供参考。     

攀西黑水河流域北部地区崩塌与滑坡分布规律

攀西黑水河流域北部地区是我国地质灾害高易发地区。为深入研究该地区崩塌、滑坡灾害发育规律,基于现场调查和高精度遥感影像崩塌、滑坡解译,借助ArcGIS平台强大的空间分析能力,研究区内崩塌、滑坡的分布规律。主要成果与结论为① 研究区共发育崩塌76个,滑坡487个,93.4%的滑坡分布于10°~40°斜坡范围内, 47.4%的崩塌发育于40°~50°斜坡;② 地层岩土体结构组合特征及力学强度在宏观上决定山地灾害的类型及其易发性;③尽管研究区现今处于地震活动的相对平静期,但断层对崩塌、滑坡的发育仍有一定的影响(滑坡约300 m,崩塌约500 m),断层切过处往往发育大型崩塌和滑坡;④研究区滑坡的分布宏观上受河网水系的控制;⑤公路对滑坡发育的影响范围约300 m。     

九畹溪崩塌堆积体塌岸预测及对涌浪的影响分析

三峡水库蓄水后库区涉水崩塌堆积体前缘会产生新的塌岸,进而对崩塌堆积体涌浪产生影响。为科学预测塌岸对崩塌堆积体涌浪灾害的影响,以三峡库区九畹溪崩塌堆积体为研究对象,通过工程地质调查,查明了其塌岸类型及其特征;运用岸坡结构法预测了崩塌堆积体的塌岸范围;采用改进条分法计算了塌岸前后崩塌堆积体运动速度;运用潘家铮法预测了塌岸前后九畹溪崩塌堆积体产生涌浪的初始高度,并对崩塌堆积体涌浪对岸点爬高进行了计算和对比。研究表明,三峡水库蓄水会导致九畹溪崩塌堆积体塌岸加剧,塌岸后崩塌堆积体初始涌浪高度及对岸点涌浪爬高会大幅度降低,表明塌岸减小了涌浪灾害的危害。     

映秀湾水电站尾水高边坡的加固与治理

"5.12"汶川地震造成映秀湾水电站主体工程严重破坏,尾水高边坡山体崩塌、植被破坏、坡面破碎剥落、岩体裸露、滚落石四处堆积,在雨水的冲刷下,随时可能发生滚石、塌方,因此,必需对尾水高边坡进行治理。对目前边坡治理最常采用的锚喷支护方法、施工工艺进行了总结。