近年来,随着城镇建设高速发展,地质环境恶化,人类工程活动不断增加,随之产生的地质灾害也迅速增多,尤其是危岩崩塌而造成的灾害事件频发。危岩失稳具有较高的突发性与较强的破坏性,特别是地震危岩崩塌往往具有毁灭性的特点。危岩形成影响因素较多,变形破坏模式多样,并且危岩失稳运动形式及运动轨迹复杂,难以预测,防治难度大,给人们造成巨大的损失。西藏紫金山危岩不仅位于喜马拉雅地震带,而且属于高寒地区,地震频发,构造运动强烈,曾发生多次危岩崩塌灾害,给当地人民生命财产造成了重大危害。因此,对紫金山危岩的研究不仅能有效的控制该区的危岩崩塌,而且对相同环境下其它地区的危岩崩塌预防具有参考意义。本文主要依托“喜马拉雅山脉地震带(日喀则段)地质灾害成生规律及防灾对策研究”项目,以西藏紫金山危岩为研究对象,对研究区地质环境条件等资料进行收集,对危岩的基本特征进行实地调查;通过建立及概化含节理裂隙的岩质边坡模型,结合振动台试验来研究高寒地震区危岩形成机制及破坏模式;借助数值模拟软件分别对研究区落石型和崩塌型两种危岩类型的运动特征进行研究,研究成果对防灾减灾、工程治理具有一定的参考价值。本文研究得到以下结论:(1)危岩的形成受地形地貌、地层岩性、结构面组合、冻融冻胀作用、地震作用等多因素的共同影响。紫金山危岩地处西藏高寒高海拔区,坡面植被稀少,昼夜温差较大,冻融作用较为明显;崩塌型危岩和落石型危岩在形成条件上具有一定区别。(2)通过现场对各危岩带节理裂隙的发育特征、结构面的组合情况进行分析,并结合前人的研究进展,得到研究区各危岩带的潜在变形破坏模式:危岩带1为压剪—滑移式,危岩带2为拉裂—倾倒式,危岩带3为坠落式。(3)为了更好地研究地震作用下高寒、高海拔、高地震烈度区的危岩崩塌灾害变形破坏特征,对冻融外倾、正常外倾、冻融反倾、正常反倾四种岩质边坡模型进行振动台试验,根据试验结果可以得到:(1)四种边坡模型水平和竖直方向加速度响应均呈现出了高程上的放大效应,边坡变形破坏首先都是出现在坡顶及表层;(2)四种边坡坡型中,冻融外倾边坡最先发生破坏,依次是正常外倾边坡、冻融反倾边坡、正常反倾边坡,冻融作用对边坡稳定性有一定影响;(3)外倾边坡变形演变分为表层松动、裂缝扩展、整体滑移失稳三个阶段;破坏模式可概括为地震诱发—顶部松动掉块、裂缝形成—裂缝扩展延伸—整体滑移破坏;(4)反倾边坡变形演变分为顶部松动沿结构面错动、裂缝发育扩展、整体倾倒破坏三个阶段;破坏模式可概括为地震诱发—顶部松动掉块、沿结构面错动—裂缝扩展延伸—整体倾倒破坏和表层岩体震碎—抛射坠落两种。试验结果与野外地质调查结果相吻合。(4)结合野外调查分析结果,对危岩带1(危岩落石型)运动特征进行数值模拟,运用Rocfall数值模拟软件,得到落石堆积特征、运动轨迹特征及整个过程中弹跳高度、运动速度、动能的变化。对危岩带2(危岩崩塌型)运动特征进行研究,借助PFC3D三维离散元数值模拟软件对危岩崩塌运动过程、运动轨迹、运动速度、堆积特征进行分析。研究结果与野外分析得到很好的拟合。