陡崖危岩体稳定性分析与滚石运动特性研究——以杨树村危岩为例

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滚石作为边坡特别是高陡山坡的一种浅表部破坏方式,是严重的地质灾害之一。由于其具有突发性,随机性,预测不确定性,发生猛烈,破坏形式复杂多样等特征,一直是边坡工程勘察治理中的重点和难点。本文在国家自然科学基金(51108488/E080602)项目“块度大小、形状及坡段特征影响下落石运动特性与敏感参数研究”的支持下,结合巴中市南江县下两镇杨树村危岩整治工程,对研究区的地形地貌、地质构造特征以及危岩的分布规模、发育特征、形成机理和破坏方式等做了深入详细的勘察分析,据此对研究区的危岩进行稳定性计算分析、危岩滚石运动轨迹的数值模拟分析、滚石运动特征和影响因素的研究分析以及危岩滚石防护措施的研究。本文具体的研究内容如下:  ①采用工程测量、工程地质测绘槽探、室内岩样试验等勘查方法对研究区工程地质环境进行了全面的调查,查明了研究区危岩的分布规模,发育特征、成因机理和破坏方式。  ②运用工程中经典的力学平衡原理,对研究区分布的30个危岩体稳定性进行逐一计算分析,其中W4、W8、W9、W12、W13、W15、W18、W19、W25、W29共10个危岩体处于欠稳定状态:W4、W8、W19属于滑移式失稳;W9、W12、W18、W25、W29属于坠落式失稳;W13、W15属于倾倒式失稳。  ③在查明研究区危岩体分布规律、发育特征和形成机理的基础上,根据坡面地质条件确定危岩滚石运动的主要计算参数,以处于欠稳定状态危岩所在剖面为计算剖面,运用Rockfall软件对其失稳后的滚石运动轨迹进行了数值模拟分析,对整个运动过程中滚石的弹跳高度、速度以及冲击动能的分布情况进行了计算分析,同时计算了滚石各个运动特征的最大值以及在公路和房屋建筑附近的弹跳高度、速度和冲击能量。  ④通过数值模拟对危岩体质量、危岩启落高度、坡面形态、恢复系数等影响危岩滚石运动的主要因素进行了分析研究。各个因素对滚石运动都有不同程度的影响,其中恢复系数的影响最大,次之为坡面形态。  ⑤介绍了目前常用的各种防护措施,并对其适用条件及范围进行了分析比较;依据研究区危岩的稳定分析以及滚石运动特性的模拟计算,对研究区危岩滚石灾害进行了预测分析;综合考虑研究区地质条件、危岩稳定性计算和滚石运动特性计算,采取“危岩单体治理+拦石墙+植树拦挡+排水”的综合整治方案,并对防护效果进行了数值模拟分析,结果表明防护作用很好。
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