某高铁隧道进口高陡仰坡危岩体稳定性分析

某高铁隧道进口高陡边坡体上的差异风化花岗岩危岩体,对铁路建设及后期的运营安全存在严重威胁.但由于坡体乔、灌木等植被发育,此类危岩体的危险性评估难度较大,本文在综合工程地质条件和人工调查以及无人机雷达、摄影勘察结果的基础上,详细分析了此类危岩体的分布、赋存(埋入、裸露)状态以及破坏(偏心滑落式)模式.提出对GF-8和GF-12特征危岩体,进行室内外试验,运用极限平衡理论进行稳定性计算,论证危岩体在不同工况下的稳定状态.提出了一种基于无人机雷达数字高程模型(简称：DEM)下的三维模拟(过程包括：弹跳、碰撞以及滚动和滑动)分析方法,计算失稳危岩体的运动速度、弹跳高度、运动轨迹以及冲击能量.结果表明：位于32°～45°直线陡坡体上的此类差异风化体在目前、暴雨、地震工况下处于欠稳定、不稳定状态,地质条件的微小变化都可能引起失稳坠落;在植被发育段,失稳危岩体的运动速度较低、能耗较大、最大弹跳发生在高位处,运动轨迹发散;在植被稀疏段,最大碰撞弹跳发生在坡脚处且起跳高度大,冲击能量大,运动轨迹较集中.根据计算、模拟数据基础,给出原位稳定、清除危岩体和设置防护网等防护措施.此次研究成果也为类似地质条件下...     

基于无人机与Rockfall的危岩体结构特征识别与运动规律模拟

赤水红层地区高陡边坡危岩体具有位置险峻、隐蔽性强等特点,致使危岩体的识别成为困扰工程建设的巨大难题。针对研究区危岩体调查难以开展的问题,利用无人机倾斜摄影技术,获取带有空间地理坐标的照片。运用Agisoft PhotoScan软件构建了唐家屋基边坡高清数字地表模型(DSM),利用三点不共线可确定一个平面的原理,在模型中提取结构面空间点云坐标,计算出结构面产状,并对危岩体的结构特征进行提取,确定了4处典型危岩体。基于三维模型对危岩体的体积进行了测量,通过定性分析得知,危岩体处于欠稳定状态。利用Rockfall软件对4个危岩体的崩落运动特征进行模拟,发现危岩体发生崩塌破坏后滚石会对坡脚房屋和公路造成破坏。研究结果对高陡边坡危岩体的勘察、稳定性评价及影响范围确定有重要参考价值。     

震后裂缝危岩体的失稳机理与诊断方法

震后山体结构破碎,崩塌频发,严重制约着灾后重建工作.从震后岩体实际结构状况出发,在分析诱发岩体崩塌的破坏性外力类型的基础上,借助断裂力学理论,通过合理建模,阐明了震后岩体崩塌的机理,给出了崩塌发生的条件,为町预知余震强度震区的危岩体诊断和排查提供了技术支持.最后通过算例分析表明:余震、降雨及其相互耦合作用是震后崩塌的根本动力;在特定外力下区内岩体裂缝发生扩展存在最小临界深度;外力耦合条件下裂缝失稳临界深度最小.     

辽宁省盖州市赤山风景区崩塌灾害剖析与评价

赤山风景区为辽宁省盖州市主要的旅游胜地.位于万福镇罗家堡子村,距万福镇5km,占地20km2.地势东高西低,以峰奇、洞异、泉清、石怪、寺古而著名.坡体危岩体发育,潜在崩塌灾害亦发育.通过对赤山风景区内危岩体进行调查,阐述了危岩体的地质环境条件;危岩体的空间形态特征;分析其形成机制分析及影响因素提出了针对性的防治与与治理建议.为地方政府制定防灾减灾方案和发展规划提供依据.     

大渡河丹巴水电站坝址左岸危岩体发育规律与防治措施

危岩体的失稳不仅会给水电施工安全带来严重威胁,还可能造成枢纽区水工建（构）筑物的严重破坏,影响水电站正常运营.借助三维激光扫描技术,并通过精细的野外调查,查明大渡河上游丹巴水电站坝址区左岸危岩发育分布特征,通过与工程地质条件相关性分析,总结出危岩体的发育分布主要受地形地貌、岩体结构以及地层岩性的影响,并得出了危岩体发育的一般规律,最后结合危岩体稳定性及其威胁对象,同时考虑危岩体处治效果和施工的方便,以危岩片区为单元提出了相应的防治措施.     

基于悬臂梁理论的倒悬危岩体地震弯折崩塌评价方法研究

倒悬危岩体是常见的一种危岩形式,在地震荷载作用下极易发生弯折崩塌事故,因此,研究地震诱发其崩塌失稳的评价方法对于评估该类型危岩体在地震作用下的安全性具有重要的意义。基于悬臂梁计算理论,首先推导了任意形状的倒悬危岩体在水平地震荷载和自身重力作用下最危险截面的最大拉应力计算公式,建立了最大拉应力的地震时程曲线,同时,把最大拉应力强度准则作为危岩体裂缝扩展的判据,并结合弹性应变能与裂缝扩展能量密度之间的关系,建立了裂缝扩展深度的计算方法,进而研究危岩体裂缝扩展随时间变化的演化过程。其次,针对实际工程中常见的危岩体形态,把倒悬危岩体简化为两种特殊形状:等截面长方体和等截面圆柱体,提出了此两类危岩体发生弯折破坏的裂缝临界深度计算公式,并建立了其在地震作用下安全系数的计算方法,即安全系数等于裂缝临界深度与地震后危岩体裂缝深度的比值。最后,以某高速公路隧道进口的倒悬危岩体为研究对象,采用本文的计算方法探讨了其在地震作用下不同时间步的裂缝深度演化规律,结果表明,在8级地震作用下,此处危岩体在14 s时的裂缝总深度(0.175 9 m)超过了满足自稳条件的裂缝临界深度(0.167 m),即在14 s时发生弯折崩塌,从而说明本文计算方法的可行性。     

裂缝冰胀力作用下高寒危岩体失稳破坏机理

高海拔极寒山体危岩的失稳崩塌是川藏山区最常见的山地灾害类型之一,但目前有关其力学机制还不清晰,难以很好地进行诊断和防治。为此,基于川藏高寒危岩体实际结构特征,借助岩石力学及断裂力学知识,构建了高寒危岩裂缝的冰胀力表达,分析了不同危岩体裂缝的断裂模式、启裂条件和扩展方向,并给出了扩展量的计算方法,明晰了高寒裂缝冰胀力诱发岩体崩塌的力学机制。最后算例分析表明,在环境升温幅度大于临界温升后,冰裂缝开始扩展,并最终在多轮季节性温度升降后贯通危岩体形成崩塌。     

震后裂缝危岩体诊断技术研究

震后山体结构破碎,崩塌频发,严重的制约着灾后重建工作。为此,从震后岩体实际结构状况出发,在分析诱发岩体崩塌的破坏性外力类型的基础上,借助断裂力学理论,通过合理建模,阐明了震后岩体崩塌的机理,给出了崩塌发生的条件,为震区可预知余震强度区的危岩体诊断和排查提供了技术支持。最后通过算例及分析表明：余震、降雨及其相互耦合作用是震后崩塌的根本动力;在特定外力下区内岩体裂缝发生扩展存在最小临界深度;外力耦合条件下裂缝失稳临界深度最小     

断续结构面控制的危岩稳定可靠度分析方法

滑动破坏模式下的危岩体稳定可靠度多受断续结构面控制,结构面连通率、分段强度与危岩所受作用力参数的变异性使得危岩可靠度存在不确定性,为此,提出断续结构面控制的危岩稳定可靠度分析方法.基于蒙特卡罗法建立考虑结构面与危岩所受作用力参数不确定性的危岩体可靠度计算方法,结合正交试验分析各因素对应失稳概率的敏感性并确立主导因素,最终通过响应面设计,分析主导因素参数变异性对可靠度的影响规律.南门湾危岩带研究表明,连通率与未贯通段黏聚力为影响危岩体可靠度的主导因素,二者参数的变异性对危岩体可靠度的影响规律受其均值大小控制,当参数均值的取值使得危岩体趋于失稳状态时,其失稳概率随变异系数减小而升高,低变异性参数可能导致可靠度评估过于保守;当参数均值的取值使得危岩体偏向稳定状态时,变异系数同失稳概率呈正相关,低变异性参数可能造成危岩体可靠度的非保守估计.所得结论可为该类危岩体可靠性评价工作提供参考.     

斜坡危岩体崩塌运动的数学模型及工程应用

崩塌是"5·12"汶川地震诱发的主要次生地质灾害之一,在对灾区村镇大量崩塌体现场调查的基础上,将崩塌危岩体的运动过程分为自由落体、弹跳和滚动3个阶段,建立了各阶段运动过程的数学模型.以灾区九寨沟杨家岩崩塌体为例,计算了危岩体的运动速度、滚动距离和冲击力,为灾后重建中崩塌体的治理提供了依据.     

西藏扎拉水电站倾倒边坡工程地质特性研究

倾倒边坡是一种已发生变形的特殊边坡,最终可能会发展成滑坡、崩塌等严重地质灾害。倾倒边坡工程地质特性是进行边坡稳定性分析评价和处理方案设计的基础,目前国内相关研究工作尚不深入、不系统,难以满足新时代工程建设和地质灾害防治需要。扎拉水电站拟建于青藏高原西藏境内怒江一级支流玉曲河上,工程区边坡倾倒现象普遍发育,对工程选址和安全运行存在较大影响,区内软岩、硬岩种类多样,倾倒模式齐全,开展相关研究具有典型代表性。从初步调查、详细勘察到专题研究历时数年,详细论证了倾倒边坡岩体的工程地质特性。通过探索并成功运用多项创新技术,解决了倾倒边坡空间范围界定、工程地质分区、抗剪断强度参数取值等工程地质特性研究的难题。采用测绘、洞探、钻探、物探、测试和试验等准确界定了倾倒边坡范围,提出了针对性的适宜的综合勘察方法。以岩体结构、变形破坏类型作为依据,首次将边坡倾倒岩体分为层状弯曲、碎裂拉张、散体坠覆等三个区,并进一步分析了各区在岩层产状、风化特征、声波波速、透水性等方面的差异。根据倾倒边坡的独特性状,提出了倾倒岩体抗剪断强度可在试验值小值平均值～试验值大值平均值范围内进行取值的原则方法,对现行标准规定的取值上限进行了适当拓展。补充研究顺向坡倾倒过程,进一步完善了边坡倾倒变形破坏的力学机制。     

Controlling the effect of a distant extremely thick igneous rock in overlying strata on coal mine disasters

Based on theoretical analysis, similarity simulation tests, numerical simulation analysis and field observations, we analyzed rock collapse and rules of fraction evolution of overlying rocks and studied the rules in controlling the effect of an extremely thick igneous rock, found above a main mining coal seam in an area prone to coal mine disasters in the Haizi Coal Mine. The results show that this igneous rock, called a "main key stratum", will not subside nor break for a long time, causing lower fractures and bed separations not to close. The presence of igneous rock plays an important role in rock bursts, mine floods, gas outburst and surface subsidence in coal mines. By analyzing the rules in controlling the effect of this igneous rock, we provide useful references for safety and high efficiency mining in coal mines under special geological conditions.     

层次分析法在大冶高陡边坡危险性分析中的应用

大冶铁矿申报为首批国家矿山公园,为了保证游客和采矿人员与设备的安全,合理分析和评价高陡边坡的危险性具有很重要的意义．在野外研究的基础上,根据岩体结构、地质构造等特征,将大冶铁矿东露天采场高陡边坡分为8个区,分析出影响东露天采场高陡边坡的稳定性因素主要有岩土类型和性质、岩体结构及地质构造、地形地貌、水、诱发因素等．利用层次分析法建立的递阶层次结构,采用专家打分平均法对每个影响因子给予主观定量赋值,通过公式计算,可以得出每个区的相对危险性程度．分析结果表明Ⅵ区是最不稳定区;Ⅰ区和Ⅲ区是不稳定区,Ⅴ区和Ⅶ区是欠稳定区．     

云南鲁甸地震次生山地灾害分布规律与特征

2014年8月3日16时30分,云南省昭通市鲁甸县发生Ms6.5级地震,地震诱发大量崩塌、滑坡、不稳定斜坡等次生山地灾害。结合现场调查,通过遥感图像共解译次生山地灾害点235处,灾害面积约8.59 km²。基于GIS空间分析方法,利用次生山地灾害面积百分比及中心点密度2个参数,研究次生山地灾害分布规律与地震的关系;同时选取高程、坡度、坡向、岩性、距河流距离等因子统计分析了地形、岩层及河流对次生山地灾害空间分布的影响。研究区次生山地灾害面积百分比约为0.79%,中心点密度约为0.2 个?km^-2。结果表明:次生山地灾害点的排列受NE向昭通—鲁甸主断裂控制,63.83%的次生山地灾害发生在发震断裂带2~8 km范围内,距震中越远,次生山地灾害发育率越低;次生山地灾害集中分布在1 000~1 200 m高程之间和35°~45°坡度范围内,而20°~30°坡度范围内次生山地灾害中心点密度和面积百分比最大;碳酸盐岩等硬岩地层上次生山地灾害最为发育,而软岩地层中多引发高陡坡次生山地灾害;次生山地灾害整体上沿牛栏江呈线状分布,随着距河流距离的增加,其发生概率逐渐减小。     

渗流力和结构面水弱化作用下裂隙岩体边坡块体的稳定性

裂隙岩体渗流是影响岩体稳定性的重要因素之一。裂隙中的流体流动不仅会产生渗流力,而且会降低裂隙面的强度,致使边坡失稳、隧道塌方等事故频发。为揭示渗流作用对裂隙岩体边坡块体稳定性的作用机理,基于关键块体理论,提出一种同时考虑渗流力和结构面水弱化作用的稳定性分析方法,其中,渗流力基于渗流理论和统一管网法计算,结构面水弱化根据经验公式确定。以某岩质边坡为例,采用该方法对边坡在渗流作用下的块体稳定性开展研究。研究结果表明,渗流力与结构面水弱化作用对裂隙岩体边坡块体稳定性的作用方式不同,渗流力既会改变块体的抗滑力又会改变块体的滑动力,对块体稳定性的影响较为复杂,包括改变块体的稳定状态、滑移面、失稳形式;结构面水弱化只降低块体的抗滑力,进而降低块体的稳定性,不改变块体的失稳形式。此外,对于裂隙边坡工程,通常存在一个最危险渗流压力值。     

陡倾顺层斜坡动力失稳机理分析（特约稿）

针对汶川地震中边坡的破坏形式与坡体结构密切相关的问题,以“5·12”汶川地震中安县高川乡大竹坪滑坡和干磨房滑坡失稳工点为原型,在充分分析滑坡地区工程地质条件及其动力变形特征的基础上,提出采用3维离散元数值模拟技术进行失稳机理对比分析的思路。结果表明：陡倾顺层硬岩斜坡的动力破坏形式以崩滑为主,陡倾顺层软硬互层斜坡的动力破坏形式以滑移弯曲为主;在相同地震作用下,峰值地面加速度（peak ground acceleration,PGA）放大系数与坡体高程总体成正相关,斜坡同一高度处的PGA放大系数由坡表向坡内总体呈现先增大后减小的趋势;陡倾顺层硬岩斜坡的PGA放大系数总体小于陡倾顺层软硬互层斜坡,硬岩斜坡的PGA放大系数范围在2～3,最大值在坡表的3/4处;软硬互层斜坡的PGA放大系数范围在2.5～4.0,最大值在斜坡顶部。此外,陡倾顺层硬岩斜坡的破坏机制为4个阶段：层面部分贯通滑移-锁固段震荡松弛-上部抛射-底部滑面贯通并失稳,而软硬互层斜坡的失稳机理则为：层面错动-部分贯通滑移-下部局部抛出-局部弯曲-高位横向扩展滑移-下部弯曲折断-整体失稳。研究成果可为西南地区高陡顺层岩质斜坡失稳评价及机理分析提供相应的技术支持。     

基于GlS的玉林-铁山港公路地质灾害危险性评价

以玉林-铁山港高速公路崩塌和滑坡、岩溶塌陷地质灾害为研究对象,结合评价区实际情况,选取了12个具体的评价因子,其评判模型的影响因素集U={岩溶塌陷点数,滑坡和崩塌点数,地层岩性,断裂构造,岩土体结构,水文特征,地貌类型,地形坡度,地形坡向,年平均降雨量,地震,人类工程活动},确定了研究路段地质灾害危险性评价等级评判集V={轻度,中度,中高度,高度}。运用基于GIS技术的信息量法和MORPAS3．0中信息量计算模块,对研究路段崩塌一滑坡、岩溶塌陷灾害进行了危险性评价：该段地质灾害危险性等级以轻度一中度为主,高度危险区仅在局部发育,公路沿线地质灾害易发程度弱一中等。综合评价结果与地质灾害发育情况现状和分布特征吻合较好。     

汶川地震灾区滑坡的成因及典型实例分析

滑坡是汶川地震灾区最主要的次生地质灾害类型,在灾区分布广泛,数量众多,破坏强度大,造成了大量的人员伤亡和安全隐患.首先,从地形地貌、坡体地质结构、地层岩性、地震动、坡体的稳定状态、风化作用和河流作用等方面对汶川地震灾区滑坡形成原因进行研究,断裂带附近强地震动和坡体地质结构是大量滑坡形成的主要原因;其次,对典型实例王家岩...     

Effect of discontinuities characteristics on coal mine stability and sustainability: A rock fall prediction approach

Rock fall related accidents continue to occur in coal mines, although artificial support mechanisms have been used extensively. Roof stability is primarily determined in many underground mines by a limited number of methods that often resort to subjective criteria. It is argued in this paper that stability conditions of mine roof strata, as a key factor in sustainability in coal mines, must be determined by a survey which proactively investigates fundamental aspects of said mine. Failure of rock around the opening happens as a result of both high rock stress conditions and the presence of structural discontinuities. The properties of such discontinuities affect the engineering behavior of rock masses causing wedges or blocks to fall from the roof or sliding out of the walls. A practical rule-based approach to assess the risk of a roof fall is proposed in the paper. The method is based on the analysis of structural data and the geometry and stability of wedges in underground coal mines. In this regard, an accident causing a huge collapse in a coal mine leading to 4 fatalities is illustrated by way of a case study. Horizontal and vertical profiles are prepared by geophysical methods to define the falling zone and its boundaries. The collapse is then modeled by the use of sophisticated computer programs in order to identify the causes of the accident.