单体危岩崩塌定量计算方法与治理设计中的应用

α β
4.0 4.0 4.0
水平地 震系数
空间形状参数 崩塌体坡高 n（m） 48 崩塌体宽 B （m） 2.6 2.2 1.5
崩塌发生指 数 Kb 值 20.49 26.41 50.56
备 注
0.45
62 51
按表 2 崩塌发生指数该区发生崩塌的可能性为中等，与由规范计算出的结论相同。 5、结语 本文中提出的针对危岩崩塌的风险评价方法， 并以驼梁地区危岩崩塌为例进行了风险评 价，该区段治理施工后稳定性良好，没有发生任何崩塌灾害迹象。所采用的技术方法和研究 思路对于其他危岩崩塌的风险评价具有一定的参考价值和借鉴意义。 参考文献： [1] Oldrich Hungr. A review of the classification of landslides of the flow type[J]. Environmental and Engineering Geoscience,2001,17: 221-238. [2]胡厚田.崩塌与落石[M].北京:中国铁道出版社,1989. [3]唐红梅,易朋荧.危岩落石运动路径研究[J].重庆建筑大学学报,2003,25:18-21.
Kb = K1 K 2 K3 =
n(1 + η ) L ⋅ (B − b) δLBh B
当分离结构体无悬空问题时 b=0，这是最普遍的地质边界条件。发生崩塌综合因子为：
Kb = n
(1 + η ) α h n (+η ) ⎛ α ⎞ ( )⋅ = ⎜ ⎟ ⎟ γBh β B γB 2 ⎜ ⎝β⎠
上式中 为水平地震系数，可查表获得其它参量。为使用该因子的概念明确，可称该 综合因子为崩塌发生可能性系数。 我们将上式用现场发生崩塌地段的崩塌堆积及其发生地点来校核， 包括本次现场崩塌调 查去检验， 该式与实际发生崩塌结果相符。 多个崩塌现场检验计算结果可总结为表 1 所列的 几种发生崩塌难易程度分级界限。 实际上对于同一质条件下， α , β ,η , γ 等地质参数可以认为是常量：
表 1：崩塌发生可能性系数对崩塌发生可能性判别表 指 数 范 围 崩塌可能性
Kd ≻ 100
崩塌发生可能性大
20 ≤ Kd ≤ 100
崩塌发生可能性中等
Kd ≺ 20
崩塌发生可能性小
3、工程实例 3.1 工程条件 以河北驼梁山区为例，滑坡地带为基岩裸露区，全区为太古界条带状混合岩系覆盖， 该 混合岩中偶见斜长角闪岩带状残留体。本区东邻呈 NNE 走向的太行山山前断裂带，新华夏 构造形迹分布广，以断层或压扭性挤压破碎带为主，深切冲沟与其构造线相吻合。 3.2 关于参数取值问题 该区包括山体、冲沟两个地质单元。共有 3 处可能崩塌体，按“地质灾害评估规范” 地 质灾害发生可能性指数计算公式： Y=0.62D+0.38R ………………………………………（2） 式中，D—地质环境复杂程度指数； R—降水量指数。 根据现场地质灾害调查，按“地灾评估”规范表 3 给定的地质环境复杂程度 5 级标准确 定为属于“地质环境较复杂”级，地质环境复杂程度指数 D 的基本分值为 0.75，附加分值 为 0.006；降水量指数由多年平均降水量 800mm 和最大日降水量 95mm，确定降水量指数 R 为 0.825。求得：Y=0.71 故按地质灾害发生可能性指数确定“可能性中等” 。 此外，按前面总结提出的崩塌发生可能计算式（1） ，把该区 3 处崩塌危岩体逐一计算， 其结果列于表 2。 表 2 该区崩塌发生系数计算结果表 崩塌 点编 号 1 2 3
位体积的量 m= γ Bh。有时，陡坡岩体分离结构体处于悬空状态，如果分离体悬空部分的宽 度为 b，则悬空对崩塌产生的影响为
B −b 。综合上述两种空间位置影响因素，则崩塌分离 B
体的空间位置因子应为： K2 =
n B −b 。一般情况下常常无悬空条件，当 b=0 时，则空 γBh B
间位置因子： K 2 =
单体危岩崩塌定量计算方法与治理设计中的应用 —以河北驼梁山区为例
曹洁 吴献峰 董兆祥 冯鹏 050031 石家庄经济学院地质工程 河北石家庄
摘要: 危岩是山丘地区陡高边坡主要的地质灾害类型之一，多组岩体结构面相互组合构成稳 定性较差的岩体称为危岩体， 危岩体失稳、 运动即为崩塌。 本文以驼梁地区危岩崩塌体为例， 提出了定量计算危岩崩塌的风险评价方法， 可为危岩崩塌灾害影响区的城镇建设和规划提供 科学依据，从而有效地规避风险和减灾防灾。 关键词：危岩崩塌 风险评估 崩塌发生可能性系数 中图分类号：O434.19 文献标识码：A 文章编号： Abstract ： Unstable rock is the hilly areas of high slope geological disasters in one type of rock mass structure surface combinations with each other to constitute a poor stability of the rock known as a dangerous rock mass. Dangerous rock mass instability sports is the collapse. Tuoliang unstable rock collapse in body, for example, quantitative risk assessment method to calculate the unstable rock collapse, provide a scientific basis for urban construction and planning of disaster-affected zone of unstable rock collapse, in order to effectively avoid the risk and disaster reduction and prevention. Keywords : collapse of unstable rock；risk assessment; the possibility of collapse occurred factor 1、引言 目前，针对崩塌灾害的研究工作主要集中于崩塌的形成和破坏机理研究、勘查评价、 治 理技术手段等方面， 风险评估主要集中于对崩塌灾害的小比例尺区域性风险评估， 对单体灾 害风险评估的研究较少。 本文以河北省驼梁地区危岩崩塌灾害为例， 采用一种较新的计算方 法，对危岩失稳的发生概率进行研究，是一种更为精准的判别方法。 2、地质灾害评估量化指标的确定及影响机制分析 2.1 衡量岩体崩塌的定量指标的确定 由崩塌发生的机理分析可知， 影响崩塌的因子可分为：○ 1 陡坡岩体分离结构体的形状因 子；○ 2 分离结构体的空间位置因子；○ 3 缓倾结构面的产状因子。 ○ 1 结构体的形状因子 如图 1 所示，如果用 h、B 和 L 代表平行六面体 的垂直高度、垂直于坡面方向的宽度和在斜坡走向 上的长度，h 愈大，分离体倾倒力臂越大，B 愈大抵 抗 分离体 向临 空方 向翻 滚的 力矩 愈大 ，所以
η
即⎜ ⎜
⎛ α ⎞ (1 + η ) ⎟ =Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ⎟ ⎝β⎠ γ
∴ Kb = C
n （1）说明，对于地质条件一定的区域，发生崩塌的可能性则取决于崩 B2
塌体的所处坡高和宽度尺寸。 2.2 崩塌发生可能性的判别 利用上述崩塌发生可能性指数， 经本次和以往现场对崩塌的堆积和危岩体的地质调查与 各个因子状况核对，初步给出经验判别表。
K1 =
h 可以表征几何尺寸对分离体发生翻倒难易 B
和制约机制。
图 1 缓倾结构面倾向山体的崩塌体示意图质 ○ 2 分离结构体的空间位置因子 由于结构体所处的位置离坡脚愈高， 同一地震烈度及地震力下水平位移愈大， 水平运动
的动量愈大，相反，抵抗这种水平运动的是岩体的质量 m= γ LBh。若分离体所在的坡高为 n， 则 n/ γ LBh 表示了分离结构体空间因子的一个侧面。设 L=1，把崩塌体简化为平面问题，单
单体危岩崩塌定量计算方法与治理设计中的应用
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 曹洁， 吴献峰， 董兆祥， 冯鹏 石家庄经济学院地质工程 城市建设理论研究（电子版） ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu 2012(13)
本文链接：/Periodical_csjsllyj2012132758.aspx
n γBh
3 缓倾结构面倾角因子 ○ 前以述及， 斜坡的稳定性很大程度上受缓倾结构面控制， 根据野外观察所发生这类地质 条件下，坡角是发生崩塌的有利因素，缓倾反倾角为不利因素，故缓倾结构面倾角因子：
K3 =
α β
4 地震烈度因子 ○ 地震是任何地质条件下岩体失稳的至关重要的因素。 地震对崩塌发生的主要影响是对分 离体产生附加水平地震力的作用， 即其它影响因素都对崩塌体产生作用的同时， 还增加了水 平地震力的作用。故地震烈度因子应为：K3=1+ η 综合以上 3 个影响因子对崩塌的作用，衡量地质环境条件的综合指标 Kb 应表示为：