谈危岩稳定性计算分析与治理方法
第39卷第13期 ・70・ 2 0 1 3年5月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE V0I.39 No.13 Mav. 2013
文章编号:1009-6825(2013)13-0070-03
谈危岩稳定性计算分析与治理方法
王伟张本涛
(西安中交公路岩土工程有限责任公司,陕西西安710065)
摘,要:根据危岩的现场分类情况,对危岩的稳定性进行了计算,并建立了危岩体模型,通过对危岩体破坏形式及失稳模式的判
断,提出了危岩治理方案,指出危岩体的治理应充分考虑施工可行性、难易度及经济成本。 关键词:失稳模式,临界状态,危岩,稳定性
中图分类号:TU457 文献标识码:A
0 引言
危岩是指位于陡崖或陡坡上被岩体结构面切割且在重力、地 震、裂隙水压力等诱发因素作用下稳定性较差的岩石块体,其形
成、失稳与运动属于边坡地貌动力过程演化的主要形式之一。危 岩是山丘地区主要地质灾害类型及灾害性地貌过程,危岩破坏失 稳具有突发性、致灾具有毁灭性。
某地区因受地质结构及人类活动(采矿、修路、绿化灌溉)影 响,滑坡、泥石流等地质灾害频发,严重影响到附近人民安全,本
文仅对笔者参与的危岩治理工程,谈谈危岩体的稳定性计算分析 与治理方法。
1 危岩的现场分类
危岩的失稳模式分为滑移式、坠落式、倾倒式三种类型,各种 类型根据压、剪、拉等受力特点,分成若干类型。危岩失稳模式分
类是否准确,对其稳定性计算准确与否至关重要。但是由于危岩 的勘察难度较高,有的地方位置较高,人甚至到不了跟前,只能通
过现场调查取得相关指标。通过现场进行简易识别确定其可能 属于哪种类型。
有的工程人员通过现场的简单判断失稳模式后,回去即整理 数据,代入公式计算。这样主观性过强,是不够严谨的。因为危 岩体有时可能处于某种失稳模式的临界状态,主观判断有可能出
现错误。所以笔者认为在这种情况下应该同时进行各种可能破 坏模式的危岩稳定计算,选取最小值。
2危岩稳定性计算与分类的相关性
危岩体稳定性计算应先建立模型,根据勘察、试验确定参数, 再进行计算。以笔者所做的某区域危岩体为例。
2.1 建立危岩体模型
W9危岩体模型图见图1。
图1 W9危岩体模型图 W9危岩体位于某滑坡后缘西侧。该危岩体包含两部分,以
和母岩分离的柱状危岩体及其后部开裂岩体。危岩体后部牵引开 裂变形岩体宽2 m一3 in,长约15 In,平均高度10 m,体积900 m’。 与母岩脱离部分岩体高约15 In,长8 in,宽8 nl,体积960 m3,W9危
岩体体积共1 860 In 。岩性为石膏与泥岩互层,表面风化破碎,拉
张裂缝发育,危岩体已与母体基本分离,与母岩间裂缝宽达3 In~ 6 In,受危岩体变形的影响,其后部山体8 m范围内也出现变形开
裂,块石崩落,填充于裂缝之间。
2.2判定危岩体破坏形式
2.2.1 计算公式
1)滑移式危岩体计算。 a.计算示意图见图2,图3。
图2滑移式危岩稳定性 计算示意图(后缘无陡倾裂隙) 危岩后缘
图3滑移式危岩稳定性 计算示意图(后缘有陡倾裂隙) b.计算公式。 后缘无陡倾裂隙(滑面较缓)时按下式计算:
K——.(Wcos0-Qsin0-V)tgcb+cl …。 Wsin0+Qcos0 。
1 其中,v为裂隙水压力,kN/m,V=÷y h:,h 为裂隙充水高 厶 度,m,取裂隙深度的1/3, 取10 kN/m;Q为地震力,kN/m,按公
式Q= ×W确定,式中地震水平作用系数七级烈度地区 取0.1; K为危岩稳定性系数;c为后缘裂隙粘聚力标准值,kPa,当裂隙未
贯通时,取贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权和加权平 均值,未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍;(b为
后缘裂隙内摩擦角标准值,kPa,当裂隙未贯通时,取贯通段和未 贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值,未贯通段内摩
擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍;0为软弱结构面倾
角,(。),外倾取正,内倾取负;W为危岩体自重,kN。
后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时,滑移式危岩稳定性按下式计算:
一( 旦二 堑 旦= 望旦二 2 尘±!: 一 WsinO+Qcos0+VcosO 。
2)倾倒式危岩计算。
a.计算示意图见图4,图5。 b.计算公式。
收稿日期:2013-02-23 作者简介:王伟(1982.),男,工程师;张本涛(1983-),男,
工程师 第39专纂1 32 0 1 智 王伟等:谈危岩稳定性计算分析与治理方法 3年5月 上 l 哥: / l 止I工pI异 J l 旧J王/J/五 ・71・
危岩破坏由后缘岩体抗拉强度控制时,按下式计算: 固和清除。 危岩体重心在倾覆点之外时:
危岩体重心在倾覆点之内时:
・ ・2 H-
。h+ cos( )】+Wcos0 ・。 。
。 一∞。L J
Q・h。+ [ H-h+ + c0s(JB-0)】
其中, 为后缘裂隙深度,m;h 为后缘裂隙充水高度,nl;日为
后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离,m;a为危岩体重心到 倾覆点的水平距离,m;6为后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间
的水平距离,m;h。为危岩体重心到倾覆点的垂直距离,m 为危 岩体抗拉强度标准值,kPa,根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4的
折减系数确定; 为危岩体与基座接触面倾角,(。),外倾时取正 值,内倾时取负值; 为后缘裂隙倾角,(。)。 当危岩的破坏由底部岩体抗拉强度控制时,按下式计算:
一Q 。。 (÷ 。 )
图4倾倒式危岩稳定性计算 图5倾倒式危岩稳定性计算 示意图(由后缘岩体抗拉强度控制)示意图(由底部岩体抗拉强度控制)
2.2.2 计算结果与失稳模式判断
从建立的模型来看,因危岩体下部整体有支撑,不会发生坠 落,所以可以初步认为危岩体可能会发生滑移或倾倒。W9危岩
体符合图3,图5模型,将参数代人对应公式中进行计算,得到两 个不同稳定系数,最小值即为危岩体破坏形式。
1) (天然自重)=3 336 kN/m, (饱和自重)=3 336 kN/m, y =lOT ,h (现状)=0,h 6=6 m, =0.1, =30,c=180 kPa,
c(饱和)=160 kPa,f-10 m,咖=20。, =18。。
2)fl=70。,t/,=0.35 m,b=2.5 m,h0=7 m (天然)=114 kPa,
(饱和)=48 kPa。 . 危岩体失稳模式判断计算表见表1。
表1 危岩体失稳模式判断计算表
工况 失稳模式 天然 暴雨 暴雨+地震 稳定系数 滑移式 1.7 1.46 1.43 倾倒式 1.18 O.83
从表1可以看出,危岩发生倾倒式破坏的可能性最大,因此
可以判断该危岩体失稳模式为倾倒式。
3危岩的治理
对处于欠稳定状态以下的危岩是需要治理的,治理的方法分
为嵌固、锚固、清除。清除的方法是最为彻底的,治理后遗留问题 最少。以W6・l危岩体为例(见图6),当时治理时分别考虑的锚 图6 W6-1危岩体 W6—1是本次治理工程中难度最大的一处危岩。由于其位于
近于直立的高陡岩壁上,无辅助措施人员无法靠近。针对其特点 提出了人工清危和锚索加固两个方案进行比选,现就两个方案分 别介绍如下。
3.1 方案一:主动拦石网+被动拦石网防护+预裂松
动爆破+人工清危方案
1)临时缓冲平台。 危岩下边坡坡度较陡,达到4O。~45。,清理掉落危岩将在坡 面上形成滚动加速,对下部防护工程形成较大的冲击力。因此对
危岩下部边坡进行坡面清理,形成一宽7 Ill~8 In的缓冲平台以 缓解落石的冲击力。 2)主动防护网。
为防止施工震动造成危岩松动脱落,对在岩壁上作业的人员 造成伤害,先实施主动防护网,主动防护网面积500 Ill 。 3)被动拦石网防护。 目前在挡墙上部设置有高3 Ill的被动拦石网防止坡体上部
崩塌落石,在治理工程中利用现有拦石网防止危岩滚落。由于该 拦石网高度较低,防护能级不大,故在清危过程中上部落石可能 会造成拦石网撕裂、破损,待危岩清理完成后对破损拦石网进行
恢复。为防止在清危过程中危岩整体崩落对山脚下建筑设施造 成损坏,根据落石轨迹计算在上、下盘泮子山公路之间设置两道被
动防护网进行防护。上排防护网长40 m,位于坡体中部;下排防护 网长50 m,位于拟建挡墙上方;防护网高8 nl,防护能级1 000 kJ。 4)危岩松动爆破。
为防止一般爆破作用下危岩体飞散对山坡坡脚造成威胁,在 清理危岩过程中可采用小药量松动爆破。爆破前采用手持风钻
打眼、松动爆破,以减小对边坡的扰动。 5)人工清理危岩。 爆破完成后,对坡体上松动石方采用人工清理。人工清危属
高空作业,应做好防护设施并严格按照高空作业安全规定实施。 3.2方案二:预应力锚索+主动防护网加固方案
1)主动防护网:为防止施工震动造成危岩松动脱落,先实施 主动防护网。 2)预应力锚索:对危岩体采用预应力锚索加固,考虑到岩体
为泥岩、膏岩互层,为减少岩体对锚索的腐蚀性,采用压力分散型 锚索,锚索采用无粘结钢绞线。预应力锚索共设置6排,每排6孔
锚索,共计36孔锚索,每孔锚索长18 m,锚固段10 m,采用锚墩进 行锚固。 3.3危岩治理方案比选
方案一的优缺点:优点是施工速度快,工程完成遗留问题少;
缺点是需要高空作业,辅助工程较多。 方案二的缺点:实施难度大、不确定因素多,施工周期长,对
公路通行有影响。 搭脚手架难度大,脚手架最高高度达到50 m一60 m,自身稳定 f{i
甏 第39卷第13期 .72. 2 0 1 3年5月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHn CTURE Vo1.39 No.13 Mav. 2013
文章编号:1009-6825(2013)13-0072—02
注浆锚杆和柔性防护技术在边坡防护中的应用
王剑亮赵建刚
(中铁西北科学研究院有限公司,甘肃兰州730000)
摘要:结合实例分析西藏高海拔地区岩质边坡特性,使用注浆锚杆和主动防护网结合的方式治理边坡病害,治理效果明显,设计 方法可以推广到其他区域。
关键词:注浆锚杆,柔性防护网,高危边坡 中图分类号:U416.14 文献标识码:A
0 引言
注浆锚杆支护是在岩体内打钻孔,装入锚杆,以锚杆内孔作 为注浆孔,向边坡岩体内注入浆液的一种支护方式。其实质是在
边坡岩体松散的堆积体中,利用锚杆兼作注浆管,外锚内注,实现 锚注一体化,这样不但可以充分发挥锚杆对边坡岩体的锚固作 用,而且可以提高边坡岩体的强度和完整性。注浆锚杆注浆,对
松散边坡岩体的裂隙、节理有效地充填封闭,使岩层转化为承载 状态,大大提高了边坡岩体的强度及其自身承载能力,起到了岩 体自身积极支护的作用。注浆锚杆的浆液在凝固之后能够为锚
杆端头锚固提供着力基础。 柔性防护技术于1995年引入国内,已成功地应用于国内铁
路、公路等工程领域。柔性防护技术因其经济可靠、地形适应性 好、方便施工、性能好等优点在人工边坡治理工程中得到越来越 广泛的应用。
1 工程背景 .
国道318线曲水~大竹卡段公路位于拉萨至日喀则地区之
间,终点连接尼泊尔,是西藏自治区“三纵、两横、六通道”骨架公 路网中重要的一横,在西藏乃至全国公路网中占有重要的地位。
岩质边坡稳定性分析计算
岩质边坡稳定性分析计算
引言:
岩质边坡是指由岩石构成的边坡体,它的稳定性分析是地质工程中的一项重要内容。本文将围绕岩质边坡的稳定性分析进行详细讨论,包括边坡的力学特性、稳定性分析的方法和计算步骤。
一、岩质边坡力学特性:
岩质边坡的力学特性主要包括边坡坡度、岩性、结构构造、地质构造、坡面覆盖物、地下水等。这些因素对边坡的稳定性有着重要影响。
1.边坡坡度:边坡坡度是指地面或水平面与边坡倾斜线的夹角,是影响边坡稳定性的重要因素。坡度越大,边坡的稳定性越差。
2.岩性:岩石的强度、粘聚力、内摩擦角等岩性参数对边坡稳定性有着重要影响。一般来说,岩性较强的边坡稳定性较好。
3.结构构造:边坡中的断层、节理、褶皱等结构构造对边坡的稳定性有着重要影响。结构面的发育程度和倾角越大,边坡的稳定性越差。
4.地质构造:地质构造包括岩层倾角、层面、节理等,对边坡的稳定性具有重要影响。地质构造的研究可以帮助我们了解边坡的受力特点和变形规律。
5.坡面覆盖物:坡面覆盖物通常包括土壤、草地、水层等,这些覆盖物的分布情况和特性对边坡的稳定性有着显著影响。
6.地下水:地下水的存在对边坡的稳定性具有重要影响。当地下水位上升时,边坡会受到水的浸润,导致边坡强度降低,从而增加边坡失稳的可能性。 二、岩质边坡稳定性分析方法:
岩质边坡的稳定性分析方法主要有极限平衡法和有限元法两种,下面将对这两种方法进行介绍。
1.极限平衡法:极限平衡法是一种经典的岩质边坡稳定性分析方法,它基于边坡体在其稳定状态下的力学平衡原理进行计算。这种方法通常将边坡分割为无限小的切割体,并假设切割体沿着内摩擦边界面滑动,从而得到边坡的稳定状态。
2.有限元法:有限元法是一种基于有限元理论进行边坡稳定性分析的方法。这种方法将边坡体离散为有限数量的单元,通过求解单元之间的位移和应力,得到边坡的稳定状态。有限元法能够模拟较为复杂的边坡几何形状和边界条件,但计算复杂度较大。
探究崩塌危岩体稳定性评价
探究崩塌危岩体稳定性评价
岩体稳定性是岩石力学研究的基础之一,其在地质灾害防治中具有重要意义。崩塌危岩体是指存在稳定性问题、可能发生崩塌的岩体,对人民生命财产安全造成威胁。因此,对崩塌危岩体的稳定性评价至关重要。
崩塌危岩体的稳定性评价方法多种多样,常用的方法有定量评价和定性评价。定量评价一般采用数值模拟方法,如有限元法、界面元法等,它能够获得相对准确的结果,但需要较高的技术水平和大量的数据支持。定性评价则主要采用工程经验法、地质工程判断法、现场观察法等,其对技术要求较低,但存在肉眼主观因素干扰的问题。
评价岩体稳定性时,应考虑以下因素:岩体力学性质、裂隙状态、岩体形态、水文地质条件等。岩体力学性质是稳定性评价的基础,它涉及到岩石强度、岩石韧性、岩石刚度等。裂隙状态则反映了岩体内部的剪切、拉伸、压缩等变形状态,从而影响岩体的稳定性。岩体形态影响了岩体的受力状态和受力边界,是评价岩体稳定性的重要因素。水文地质条件是指水文地质过程对岩体稳定性的影响,如地下水位升降、降雨等,对加剧岩体稳定性破坏具有重要影响。
定量评价的数值模拟方法应根据具体情况选择,其中有限元法是稳定性评价的主要方法之一。有限元法能够运用计算机数学模型计算出岩体的应力、应变、位移等参数,通过比较计算结果与实测数据,评价岩体稳定性的可靠性。界面元法则是将岩体分解为许多小六面体单元,分析每个六面体单元与相邻单元之间的位移、应力情况,从而模拟出岩体的稳定性情况。由于有限元法和界面元法的计算精度较高,其结果能够为实际的工程中提供准确的信息和指导意见。
定性评价主要是场地观察法和地质工程判断法。场地观察法是根据场地现状和地质特征,通过观察内部的裂隙、节理、岩性等因素,判断岩体的破坏程度和稳定性。地质工程判断法较为主观,其根据观察岩体的地质、力学、水文地质特征,结合类似岩体结构破坏的现象及实测资料,用专家判断经验的方式判断岩体的稳定情况。
边坡危岩体稳定性评价
第37卷第31期 2 0 l 1年1 1月 山 西 建 筑
SHANXI ARCHITECTURE Vo1.37 No.31
Nov. 2011 ・57・
文章编号:1009-6825(2011)31—0057—02
边坡危岩体稳定性评价
张新磊
摘要:以某铁路线边坡危岩体作为研究对象,采用地质特征结合稳定性系数的方法进行了危岩体稳定性评价,根据计
算结果及评价验证了采用该方法确定危岩体的稳定性分类是合适的。
关键词:边坡,危岩体,稳定性,地质特征
中图分类号:TU413.62 文献标识码:A
0 引言
对于岩质边坡危岩体的稳定性评价,方法较多,如地质分析
法、块体理论、刚体极限平衡法、数值计算等,本文主要采用地质
特征结合稳定性系数来确定危岩体的稳定性。
1 危岩体的分布特征
图1是某铁路线的岩质边坡,研究区内浅表部边坡的稳定性
较差,深部边坡的整体稳定性好,危岩体主要分布在边坡浅表部
位,边坡危岩体w 所在位置见图1。
图1危岩体W 所在位置
2 危岩体的地质过程机制稳定性定性分析
危岩体的地质过程机制稳定性定性分析主要是根据危岩体
的岩性、结构面组合、可能破坏模式、变形破坏的主要影响因素综
合考虑的,其分析结果比较可靠。如表1所示是危岩体W4的地
质过程机制稳定性分析表。
表1 危岩体w 的地质过程机制稳定性分析表
编号 W4 工程位置f第一级边坡I相对高差l 26 m
估算体积 15.46 岩性 侏罗系中统上沙溪庙组砂岩(J2S)
危 几 坡面(倾 NE/73。 破坏 错落式
岩 何 向/倾角) 模式 体 特 稳定性较差。岩体被①层面、②结构 恃 地质过 {正 征  ̄)N85。E/NWL 10。 面及③结构面切割成楔形危岩块体, 控制性结 ②N77。W/SWL73。 程机制 构面产状 稳定性 底部临空。其中,后部顺坡向结构面 ③N7。W/NE/'75。 及右侧纵向结构面基本贯通,岩体仅 分析 靠部分岩桥连接保持稳定
山体危石的防治管理措施
山体危石的防治管理措施
随着城市化和工业化的快速发展,越来越多的城市和地区建立在山区或丘陵上。然而,这些山地和丘陵上存在着危险的山体危石,这是一种天然的地质灾害,可能造成严重的人员伤亡和财产损失。因此,采取适当措施来防止和管理山地危险岩石至关重要。本文将讨论几种山体危石的防治管理措施以降低社会安全风险。
1、岩石稳定分析及监测
首要的措施是对岩石进行稳定性分析和监测。这可以包括确定岩石的位置、形状、强度、稳定性和倾向性,以便通过评估其风险水平来降低伤害的可能性。岩石的稳定性分析可以通过使用岩石稳定评估程序或参考其他专业有关方案进行。定期监测岩石的稳定性水平将使管理人员更容易采取适当的措施,以减少损失和危险。
2、物理防治措施
物理防治措施是另一种有效的控制山体危石的方法。这包括基于传统的土木工程和地质工程策略。物理防治策略可以包括安装岩石网、钢筋网或技术纤维布以控制岩石的稳定性。还可以对冰川和崩塌进行控制和管理。
3、地质工程手术 地质工程手术是针对特殊的岩石类型和场景,其包括了寻求地质专业人士的协助来制定现场施工方案。岩石的地质工程手术操作可能包括如钻洞、放炸药、与挖掘等这些方法,以控制或移动危险岩石,并使其稳定。但是,这些操作需要根据周围地貌的特点,制定详细的方案,并进行必要的保护措施,以最小化环境破坏和时降低人员安全风险。
4、社会和政策控制
在防止和管理山体危石的过程中,社会和政策控制政策也是至关重要的。这包括从意识、沟通和通知方面指导公众,以提高人们对地质灾害的认识和理解,以便在必要时采取适当的预防措施。此外,在制定预警和控制协议时也需要考虑有关地方政策的法规及其可行性。
综上所述,预防和管理山体危石,需要采取适当的措施和策略。对于不同的山地危险岩石场景,应该根据具体情况选择适当地管理策略。基于上述措施,减少山体危险岩石的场景,保护人们的财产及安全。此外,持续接受专业人员的培训及强化地质灾害监测系统的建设与维护,是有效预防和管理山体危险岩石的必要步骤。
探究崩塌危岩体稳定性评价 2
探究崩塌危岩体稳定性评价
崩塌危岩体是指处于破坏边缘,存在崩塌和滑坡等严重灾害隐患的岩体。崩塌危岩体对人类和周围环境具有巨大的威胁,因此对其进行稳定性评价至关重要。
崩塌危岩体稳定性评价是指在考虑破坏机理和成岩作用等复杂因素的基础上构建岩体力学模型,通过分析岩体的破坏机理、岩体内部应力分布特征以及岩体的力学性质,对岩体的稳定性进行分析和评价。对崩塌危岩体的稳定性评价不仅有利于减少灾害风险,还有助于设计合理的防护措施,保障人民生命和财产安全,维护社会安定和经济发展。
崩塌危岩体稳定性评价的方法有很多种,常用的包括岩体几何、力学参数、评价指标等。
首先,岩体几何是评价崩塌危岩体稳定性的重要因素。岩体的大小、形状、倾角、裂隙发育情况等几何特征对于岩体的稳定性具有至关重要的影响。进行岩体稳定性评价时需要对岩体的几何特征进行详细的调查和分析。对岩体的几何特征进行分析后可以进一步确定岩体的转移矩阵、切向力和法向力等参数。
其次,力学参数是评价崩塌危岩体稳定性的另一个重要因素。力学参数包括岩石强度、裂缝类型和数量、饱和度、压缩强度和抗剪强度等。了解这些参数有助于进行精确的稳定性评价并预测潜在的岩体崩塌危险。
最后,评价指标是评价崩塌危岩体稳定性的另一个重要依据。评价指标包括相对稳定系数、安全系数、破碎程度等。相对稳定系数是指岩体的强度与应力状态相对的关系;安全系数是指岩体抵抗外界力量的能力与外界力量作用的大小之间的比值;破碎程度是指岩体随着应力状态的变化,破碎程度的变化情况。评价指标的选择和采用需要考虑具体应用和研究目的,不同的评价指标可能得到不同的评价结果。
总之,崩塌危岩体稳定性评价是一项系统性、复杂的研究工作。岩体几何、力学参数、评价指标等因素的研究需要通过实地调查、物理实验和数值模拟等方法来得出准确的结果。正确评价崩塌危岩体的稳定性可以有效减少岩体崩塌和滑坡等灾害事件的发生,进一步保障人民的生命和财产安全,推进社会稳定和经济发展。
不同荷载组合类型的危岩力学机理判定及防治方法分析
力学机理判定及防治方法分析 黄治云赵榆重庆工程职业技术学院资源与勘测工程系400037 本文以危岩所受荷截为基础,对不同荷截组 合类型与危岩力学机理的爰系进行分析。在 此基础上'利用宏观科据对危岩的力学机理 类型进行_初步判定,根据初步判定结果选择 相应的计 }公式及参数分别对危岩的稳定性 进行 箕'取斌箕值与稳定牲安全拳投进辑 对比,从而对危岩的力学辛黪理类型作出准确 判定。实 辞证明,该分析方法是正确的,且 浸鼹蠢馕磊囊枉允鼍畴治薯 A 荷截纽合 危岩;力学机理{力学机理类型 1、引言 危岩是指由多组岩体结构面切割并位 于陡崖或陡坡上稳定性较差的岩石块体及 其组合I I。与滑坡和泥石流一起构成了我 国三大主要地质灾害,也是山丘地区常见 的地质灾害类型之一。由于危岩的破坏具 有突发性,致灾具有毁灭性,其防治工作 已引起人们的高度重视。自20世纪中期以 来,铁路部门、成都理工大学等科研院所 对危岩的发育环境、力学机制及防治措施 等方面进行了深入研究;针对三峡库区地 质灾害的防治工作,陈洪凯等在危岩研究 中也取得了若干有价值的研究成果。尤其 是在危岩的力学机制或机理方面,确立了 各类危岩的力学机理类型和相应的计算公 式等。 尽管各个学者对危岩的力学机理进行 了广泛和深入的研究,但是由于危岩的形 成条件和影响因素的复杂性,其形成机理 许多情况下难以准确确定,在实际工作中 很容易引起漏判甚至错判。本文主要从 不同荷载或荷载组合方面分析危岩的力学 机理,从而达到准确判断危岩的力学机 理类型和有效根治危岩的目的。 2、不同荷载组合类型与危岩力学 机理的关系分析 迄今,有关根据危岩力学机理的分 类尚未统一,陈洪凯等按危岩所处拉、压、 剪3种受力状态及其组合将危岩分为压剪 滑动型危岩、拉剪倾倒型危岩、拉裂坠落 型危岩和拉裂一压剪坠落型危岩四类 J。 我们知道,危岩的形成不仅与地形地貌、 地层岩性和地质构造等地质条件有关,而 且还受危岩自重、裂隙水压力及地震等力 学因素的影响,规范将其组合为三种类型 I 3】: 组合一:自重+裂隙水压力(天然 状态); 组合二:自重+裂隙水压力(暴雨 期间); 组合三:自重+裂隙水压力(天然 状态)+地震力。 由于上述力学因素的影响,也就是 说,即使是同一危岩单体,在不同的荷载 或荷载组合作用下其力学机理可能不同, 表现出两种或多种力学机理的复合。例如, 压剪滑动型危岩当受到以水平地震力为主 的荷载作用时,可能产生拉剪倾倒破坏, 而受到以竖向地震力为主的荷载作用时, 则可能产生拉裂坠落破坏(图1)。因而在 实际工作中要求人们在深入分析危岩发育、 成因及影响因素等基础上,须对其力学机 理作出全面准确的判定,从而采取有效的 防治措施。
危岩体防治措施
危岩体防治措施
1. 引言
危岩体是指岩石在自然力、人工力或者地质灾害等作用下,发生稳定性减弱或完全失稳的岩石体。危岩体的存在会给人类的生命财产安全带来严重威胁,因此危岩体的防治成为一项重要的工作。本文将介绍危岩体防治的措施。
2. 危岩体类型
危岩体的类型多种多样,常见的有岩柱体、岩质边坡和悬挂岩体等。不同类型的危岩体,防治措施也有所差异。在制定防治措施之前,需要对危岩体类型进行准确定义和分类。
3. 危岩体的监测与评估
在实施危岩体防治之前,首先需要进行危岩体的监测与评估。监测可以通过现场勘察和遥感技术相结合的方式进行,以获取危岩体的基本信息和变形情况。评估则是通过分析危岩体的稳定性和威胁程度,确定防治措施的必要性和紧迫性。
4. 危岩体防治措施的选择原则
在选择危岩体防治措施时,需要遵循以下原则:
• 4.1 安全性原则:防治措施必须确保工程的安全性,不能给保护对象和相关人员带来额外的风险。
• 4.2 经济性原则:防治措施的实施成本必须合理,不能超出保护对象的承受能力。
• 4.3 可行性原则:防治措施的技术和方法必须可行,能够在实际工程中实施。
• 4.4 效果原则:防治措施必须能够有效地控制和减轻危岩体的威胁。
5. 危岩体防治措施
根据危岩体的类型和实际情况,可以采取以下防治措施:
5.1 岩体加固
• 采用钢筋锚杆、喷浆、爆破等方式对岩体进行加固,增加岩体的稳定性。
• 设置挡石、拱形支护等结构,以减轻岩体对下方结构的压力,防止岩体坍塌。 5.2 危岩体治理
• 采用爆破、挖掘等方式将危岩体彻底清除,消除威胁。
• 针对岩石裂缝和夹层等病害,采取填堵、喷浆等措施进行治理,减少岩体的变形和破坏。
5.3 预警与监控系统
• 建立危岩体的预警与监控系统,通过传感器和监测设备对危岩体进行实时监测,及时发现变形和位移。
• 配备报警装置和应急措施,一旦危岩体发生失稳和崩塌,能够及时启动防范措施,保护周边区域安全。
危岩稳定性分析方法
危岩稳定性分析方法
陈洪凯;鲜学福;唐红梅;王林峰
【期刊名称】《建筑工程技术与设计》
【年(卷),期】2009()2
【摘 要】通过试验建立了同时考虑危岩主控结构面贯通率和防治工程安全等级的危岩主控结构面抗剪强度参数贯通率法;按照出现频率,将作用在危岩体上的荷载拟定为三种荷载组合(工况)。认为处于特大型水利工程区或高频率强烈地震区的一级防治工程,应将设计荷载组合调整为“自重+裂隙水压力(暴雨状态)+地震力”;基于极限平衡理论详细推导了滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩在不同荷载组合下的稳定系数计算方法,结合稳定性评价标准,系统建立了危岩稳定性分析方法。应用这种危岩主控结构面抗剪强度参数贯通率法确定的c、中值比规范推荐的长度加权方法随机性要小,经2001~2007年现场观测验证计算结果是比较符合实际情况的。
【总页数】5页(P278-282)
【作 者】陈洪凯;鲜学福;唐红梅;王林峰
【作者单位】重庆交通大学,重庆400074;重庆大学,重庆400040
【正文语种】中 文
【中图分类】P642.21;O346.1
【相关文献】 1.含纵向裂隙的悬挑式危岩稳定性分析方法研究 [J], 崔宏环;刘建坤;张立群;韩会勋
2.重庆南川甑子岩-二垭岩危岩带特征及其稳定性分析 [J], 贺凯;殷跃平;冯振;李滨
3.长江巫峡岸坡座滑式危岩稳定性研究--以望霞座滑式危岩为例 [J], 何潇;陈洪凯;赵鹏;刘丽
4.层次分析法在危岩稳定性评价中的应用:以重庆市渝北区老岩危岩为例 [J], 欧武涛;王伟
5.三峡库区岩溶景区危岩破坏模式及稳定性——以重庆天生三桥深秀洞陡崖危岩为例 [J], 熊超; 赵鹏; 武超; 刘光华
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岩质高边坡稳定性分析及支护设计
岩质高边坡稳定性分析及支护设计
摘要:随着国民经济的蓬勃发展,我国的基础建设工程也不断在增多。而在工程建设过程中,由于工程进行填筑、开挖,往往会形成一些岩质高边坡,这些高边坡的稳定性一旦出现问题,会对整个工程建设带来巨大的安全威胁。因此,必须加强对岩质高边坡稳定性的研究分析,并采取有效的措施对其进行加固防护,保障工程的顺利开展。
关键词:岩质高边坡;稳定性分析;支护设计
引言
岩质高边坡在长时间暴露在自然环境下,受到自然外力如:氧化腐蚀、昼夜的影响下,使得岩质边坡的稳定度难以持久保持在一个稳定的水平,长期受到这些自然外力的影响边坡易发生变形甚至破坏。国内外大量的实践经验证实,在利用技术手段将影响岩质高边坡稳定性的因素及潜在的危害程度进行明确后,能够作为评估和预测高边坡稳定性的重要依据,便于构建完善的地质灾害预防体系。
1岩质高边坡稳定性分析
1.1关于传统有限元稳定性分析法
数值分析方法主要研究岩体中应力和应变的变化规律,通过某种方法求得边坡的变形规律和应力分布,求解边坡的稳定系数。岩土材料的本构关系模型发展较为完善;计算机的迅猛发展为数值计算提供了良好的条件;勘察、试验的手段和大型有限元软件程序发展已经相当成熟,这些有利条件为数值分析方法的发展提供了优越性。有限元法是数值分析中常用的一种方法,它也是发展最为完善,它可以处理岩体的各向异性、不均匀性、不连续性等造成的复杂边坡工程问题;可以确定边坡的拉裂、压碎区和塑性区;可以得出不同边坡的位移场、应变场和应力场;可以明确边坡初始破坏位置和展现边坡渐进破坏过程;可以模拟不同工况、施工加固措施以及非线性力学本构模型等问题。
1.2关于刚体极限平衡方法
当前边坡稳定性的刚体极限平衡分析方法中仍然有很多不足之处有待改善。主要有:①岩质边坡破坏并非是各点同时破坏,而是局部到整体,拉剪应力逐渐释放与转移的过程,但刚体极限平衡分析方法破坏的标准是按照滑动面同时破坏而制定的,无法考虑边坡的渐进破坏过程;②刚体极限平衡方法分析时,在选取岩土体强度参数时,强度参数仅能使用一个值,要么是峰值强度,要么均采用残余强度,没有考虑峰值强度向残余强度的变化;但实际上,随着边坡的渐进破坏,其相应的强度从峰值强度逐渐转化为残余强度;③由于边坡地质条件复杂,受开挖过程以及开挖引起的岩土坡体应力变化、加固措施和时机、强降雨和地震等外界条件的影响,其坡体应力随其荷载、含水率、变形等不断变化。而极限平衡方法对此是一种粗糙的近似模拟。刚体极限平衡方法的使用范围和评价方法有很大的局限性,只能模拟均质性较强的岩土质边坡,而真实岩质边坡的各向异性、非均质的性态及其连续变形与非连续变形的破坏模式却无法模拟。岩质高边坡的失稳模式往往是变形和破坏相结合的一个渐进过程,其破坏机制非常复杂,仅通过一个安全系数评价岩质高边坡的失稳破坏会导致岩质高边坡的稳定性评价的盲目性。由此,数值分析方法得到了长足的发展与推进。
典型岩溶区危岩特征及稳定性分析
ValueEngineering
0引言
桂林作为典型岩溶区,山峰林立,直立、反倾斜山体甚
为常见,山体易发生危岩崩塌等自然灾害。岩溶区地下水
作用对危岩的影响较大,在暴雨等因素作用下,水进入岩
体孔隙或裂隙,使岩体沿斥力超过引力最大面产生崩
落[1,2]。碧莲洞位于广西壮族自治区桂林市阳朔县碧莲巷,
属于西南地区典型的钟乳石地貌,岩石节理、裂隙发育,溶
蚀作用下岩体相互切割[3]。该危岩带潜在威胁较大,所处山
体危岩形状不规则,岩石较破碎,在暴雨等各种不利因素
作用下,将引发较大崩塌,对山体下部过往游客及景区工
作人员生命财产安全将造成无可挽回的损失。
危岩具有随机性大、突发性高、冲击能量强及破坏后
果难预测等特点,危岩稳定性分析是危岩计算及评价中必
不可少的环节,解决潜在的危岩稳定性带来的地质灾害是
危岩治理的关键[4~6]。许强基于蒙特卡洛法的基本原理,分
析了单体危岩的稳定性可靠度[7]。谢秀栋在考虑土体材料特性的随机性的基础上,根据对比分析探讨了极限平衡分
析法、可靠度分析法、数值分析法的优点及不足,以及其各
自的稳定性分析中的发展趋势[8]。陈洪凯等指出危岩发育
机理是危岩研究的关键,而主控结构面的破坏扩展是危岩
失稳的根本原因,主控结构面的失稳扩展源于裂缝端的损
伤发育[9]。罗东生等采用赤平投影法和极限平衡法对岩溶
区胀裂式危岩进行稳定性分析[10]。现阶段对危岩的研究大
多以宏观稳定性分析为主,本文结合桂林岩溶区危岩成因
机制及微观地貌的特点,对碧莲洞危岩体进行稳定性评
价,对桂林地区钟乳石洞穴的开发和管理及西南地区危岩
的防治有着重要的科学与社会意义。1危岩带地质背景
1.1地貌及地层岩性
碧莲洞处于峰林谷地地貌区,群峰拔立,谷地较平坦,
山顶标高252.3m,地面标高122m,相对高差约130m,进洞
口处山体坡向约为225毅,出洞口处山体坡向约为63毅,危岩
带所处山体坡度30耀80毅。山体中上部生长有灌木丛,下部
岩石较裸露。危岩区分布的地层主要有第四系(Q)粘土层
