基于关系矩阵的危岩稳定性评价方法研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:sntatgh
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危岩形成过程具渐进性、失稳崩落具突发性,其失稳后产生的冲击力大、破坏力强,严重威胁工程建设中的施工人员和建筑物。能否有效地对危岩进行防治,首先取决于对危岩稳定状况的合理评价。但在危岩稳定性评价中,定性评价的标准不统一且人为经验性强,定量计算所需的边界尺寸以及结构面参数等较难准确获取,导致计算结果与实际情况会有一定偏差。因此,需寻求一种评价指标易于获取,评价结果较为合理的稳定性评价方法。本文以西南地区拟建的西藏雅鲁藏布江大古和街需水电站、大渡河丹巴水电站以及雅砻江卡拉和杨房沟水电站为研究区域。通过较为全面的地质调查以及三维激光扫描的详细解译,在充分掌握研究区危岩的发育环境、分布状况以及岩体结构特征和形态特征等基本信息基础上,归纳出控制研究区危岩发育的主要因素为地形地貌、地层岩性、岩体结构特征以及风化和卸荷。经统计和分析表明,不同因素及其组合下,危岩形成的难易程度以及危岩的发育密度、规模、类型等均有较大差别。同时,在收集和分析前人研究资料基础上,针对研究区危岩特征,分别从危岩规模、失稳方式以及发育特征入手,建立了易于现场识别且可合理分析危岩变形破坏机制的危岩分类体系。并深入分析了不同类型危岩的变形失稳机理:滑塌式危岩中,贴壁式和楔形式为滑移拉裂-压剪滑移、砌块式主要为滑移-剪断;倾倒式危岩中,悬臂式为拉裂-倾倒、倒悬式为压缩-拉裂-倾倒(或拉裂-倾倒);坠落式危岩中主要为坠腔式,力学机制为拉裂-剪断。在此基础上,首先对危岩稳定性的影响因素进行分析。结果表明,地形特征、岩体结构特征、岩体强度、风化与卸荷以及降雨和震动控制着危岩变形破坏发展的关键因素,对危岩稳定性起到了至关重要的作用。由于不同类型(失稳方式)危岩的稳定性影响因素及其组合方式不同,致使在对危岩稳定性的影响程度上有较大差别。据此,从失稳方式入手,同时考虑危岩稳定性的主要影响因素,将危岩稳定性分为较差、差和极差三个等级,建立了危岩稳定性定性评价标准。其次,运用相互作用关系矩阵分析出危岩稳定性影响因素间相互作用关系及其对危岩稳定性的影响程度依次为F5(岩体风化)、F6(岩体卸荷)、F1(结构面特征)、F4(岩体强度)、F3(岩体强度)、F2(地形特征);并计算出活动性指数(Ki)即权重值K(F1,F2,F3,F4,F5,F6)=(16.67,12.50,14.17,15.83,20.83,20.00);最后,根据不同失稳方式危岩特征进行评价指标状态分类和建立取值标准,按公式=λ∑=1/2计算出危岩不稳指数值进行危岩稳定程度分级,并将评价方法应用于杨房沟水电站坝址左岸危岩:通过对边坡发育的57处危岩稳定性进行定性评价,并与根据计算出的不稳定指数进行稳定程度分级对比分析,结果显示,通过计算出的危岩不稳定指数来进行危岩稳定程度分级的评价结果与危岩定性分析的结果吻合率较高(92.98%),并且计算出的不稳定指数值与稳定性等级间的界线值偏差整体较小,说明采用计算出的危岩不稳定指数值来划分危岩稳定性等级的方法是合理的,该评价方法有较强的适用性。
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