岩腔后退近水平砂-泥岩互层危岩稳定性研究

岩腔后退是三峡库区重庆段近水平砂-泥岩危岩稳定性改变的关键。基于岩腔平行后退理论,提出了岩腔泥岩后退的剪切破坏和拉破坏力学机制,考虑岩腔后退参数提出了3类危岩体稳定性计算方法,结合重庆万州太白岩危岩稳定性计算得到如下结论:采用本文方法计算得出滑塌式危岩W12、倾倒式危岩W22、坠落式危岩W4处于稳定状态,倾倒式危岩W59处于欠稳定状态,而坠落式危岩W16处于基本稳定状态,这与2008~2013年现场监测情况相吻合。针对滑塌式危岩W12讨论得出,最小主应力随时间呈线性降低趋势,随着最小主应力持续降低,泥岩先产生剪切破坏后发生拉破坏,泥岩破裂角随着最小主应力降低不断降低;随着岩腔深度加大,稳定系数呈凹曲线降低趋势,岩腔后退是危岩失稳的根本原因;存在一临界岩腔深度,此岩腔深度下危岩将发生失稳破坏,并可据此预测危岩失稳时间。     

危岩主控结构面变形破坏的扩展有限元法模拟分析

危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一,主要分为坠落式危岩和倾倒式危岩两种失稳形式,危岩主控结构面受荷断裂扩展是其发育成灾的关键核心。将危岩主控结构面类比为宏观裂纹,运用扩展有限元方法（XFEM）,求解结构面扩展过程的移动非连续问题,探索在荷载作用下危岩主控结构面的断裂扩展行为,以重庆万州太白岩危岩为例,考虑岩石的抗拉强度、主控结构面的几何位置与倾角对危岩的变形破坏模式与稳定性的影响。结果表明,随着岩石抗拉强度的降低,危岩的稳定性程度降低;随着主控结构面倾角的减小,危岩的稳定性程度提高,同时结构面开裂路径也明显改变;危岩体两种失稳模式的破坏机制都为拉剪机制,相对于倾倒式危岩,同等条件下坠落式危岩的稳定性更差。     

雷波县莫红集镇后山危岩的成因机制及稳定性分析

基于莫红集镇后山危岩的地层岩性与坡体结构、工程地质、水文地质、岩体结构特征及危岩变形破坏迹象，岩体为含磷粉砂岩及灰质白云岩，危岩具有较为破碎的岩体结构及良好临空条件，在差异风化、卸荷以及裂隙水等作用影响下，稳定性将逐渐降低，最终破坏失稳。通过稳定性分析，危岩在暴雨工况下处于欠稳定～不稳定状态。危岩区单体危岩有可能产生较大规模整体变形破坏，可能产生的变形破坏将以倾倒式和滑移式崩塌为主。根据对该崩塌的稳定性分析与评价结果，提出采取被动网+拦石墙+危石清除+监测预警等工程进行综合治理的防治措施，为后期治理提供科学依据。     

上硬下软反倾边坡开挖变形响应的物理模拟

现有上硬下软边坡的研究大都集中在压缩挤出变形的近水平泥岩、页岩基座型边坡变形演化过程,针对倾倒变形的板岩基座型边坡开挖响应研究甚少,本文以西藏玉曲河某水电站厂址边坡为研究对象,根据现场地质调查建立符合坡体实际情况的地质结构模型,采用物理试验的方法模拟原型边坡开挖。通过试验揭示上硬下软反倾边坡在开挖条件下的变形响应特征及破坏模式。研究结果表明:（1）开挖条件下上硬下软型边坡变形破坏过程分为a）下部软岩倾倒弯曲加剧;b）软岩倾倒折断,上部卸荷硬岩沿已有裂隙剪切;c）倾倒软岩滑移,卸荷硬岩剪断岩性分界部位,折断面贯通3个阶段。其变形破坏模式为下部软岩倾倒—上部硬岩剪断组合滑移型破坏;（2）开挖强倾倒区岩体会使下部软岩迅速失稳并促使上部硬岩剪切破坏;开挖引起的反倾上硬下软边坡大变形在短时间内完成,前期变形和能量积累是一个较长的过程;（3）开挖时需避免对坡脚倾倒岩体“大开挖”施工。     

重庆南川甑子岩-二垭岩危岩带特征及其稳定性分析

在调查重庆南川甑子岩-二垭岩段88处近水平层状大型危岩形成的地质环境背景基础上,分析了危岩发育特征、影响因素以及稳定情况,查明了危岩体结构与失稳模式的相关性,分坠落式、倾倒式、滑移式三种失稳模式进行稳定性分析。研究表明该危岩带是金佛山向斜核部经长期地质演化形成的近水平层状厚层灰岩陡崖,受降雨、岩溶、底部软弱层及大面积地下采空影响形成的,属特大型危岩带。其中,危岩带内的塔状岩体是西南缓倾层状灰岩山区典型的危岩类型,破坏机理复杂,易形成崩塌碎屑流。通过稳定性计算并综合考虑现场调查结果,认为带内危岩体在天然工况下整体稳定性较高,但暴雨工况和地震工况下稳定性骤降,尤其是危岩分布集中的甑子岩、和尚帽以及二垭岩区段,具有较高的成灾可能性,亟需开展监测预警工作。     

地下开采作用下反倾上硬下软型斜坡崩塌形成机制研究以贵州开阳磷矿崩塌为例

以贵州开阳磷矿崩塌为例,通过对地质条件、采矿扰动与变形破坏特点的分析,阐明在地下开采作用下,反倾上硬下软型斜坡变形破坏的发展过程,并总结斜坡失稳破坏的3种模式,指出不同类型的破坏变形均以坡顶拉裂为前兆,而斜坡岩体结构特征是产生不同破坏模式的关键控制因素。进一步运用数值模拟与物理模拟方法,分析该类型崩塌的形成机理,认为反倾上硬下软型崩塌的形成具有特定的地质背景,动力条件与诱发因素,崩塌最终可能以急剧破坏的形式出现,但其发生并不是一蹴而就的,是经历了从发生、发展直至破坏的长期过程。从地下开采后采空区顶底板的变形,发展到地表裂缝的产生,崩塌的形成是地表裂缝沿着陡倾结构面追踪发展的过程,并受岩体结构特征的控制最终发生倾倒、突破锁固段剪出或沿中缓倾结构面滑塌。因此,对此类斜坡地质灾害的监测和防治必须把握前兆现象,加强早期识别与预警。     

基于实测的望霞W1危岩体失稳动态过程分析

在地质调查和现场监测的基础上,研究了望霞W1危岩体变形-演化的动力学过程。危岩体位于重庆市巫山县两坪乡,受裂隙切割成柱状。岩性为中厚层硅质、泥质灰岩夹燧石层,危岩体下部基座为粉砂岩、粘土岩及煤线,形成上硬下软的地层结构。研究表明:危岩体局部变形失稳过程与整体失稳过程的位移变形曲线表现出相似性,可划分为前期累积变形、匀速变形、加速变形和临界加速变形等四个阶段。望霞危岩的特殊地质结构、地质环境为危岩的孕育和破坏提供了地质基础。人为活动和降雨对危岩的变形破坏具有显著的影响。     

基于实测的望霞W1危岩体失稳动态过程分析

在地质调查和现场监测的基础上,研究了望霞W1危岩体变形-演化的动力学过程。危岩体位于重庆市巫山县两坪乡,受裂隙切割成柱状。岩性为中厚层硅质、泥质灰岩夹燧石层,危岩体下部基座为粉砂岩、粘土岩及煤线,形成上硬下软的地层结构。研究表明:危岩体局部变形失稳过程与整体失稳过程的位移变形曲线表现出相似性,可划分为前期累积变形、匀速变形、加速变形和临界加速变形等四个阶段。望霞危岩的特殊地质结构、地质环境为危岩的孕育和破坏提供了地质基础。人为活动和降雨对危岩的变形破坏具有显著的影响。     

西南某水电站坝址区右岸WY3危岩稳定性研究

WY3危岩位于西南某水电站前期勘探施工临时营地正上方,基座受风化板岩层切割,上盘岩体受层面、两组中陡倾角侧向裂隙切割成块状,并呈现架空结构,后缘沿陡壁拉裂形成典型的贴坡式倾倒体。WY3目前处于时效变形阶段,一旦失稳,将对现场施工人员的生命财产构成极大威胁。通过系统分析WY3危岩体的工程地质条件后,提出了危岩体可能的破坏模式,利用离散元软件对该危岩的破坏模式进行验证并模拟了危岩的变形运动趋势,采用相应的计算公式计算危岩体在4种不同工况条件下的稳定性系数,最后提出了危岩处理措施。     

三峡库区危岩体锚固计算方法及应用

根据三峡库区危岩破坏的主要荷载组合，运用极限平衡理论及岩体结构理论分别针对滑塌式、倾倒式和坠落式三类危岩建立了危岩锚固计算方法，并在三峡库区危岩稳定性分析及治理工程中进行了应用。     

差异风化型危岩力学模型及破坏机制研究

差异风化型危岩多形成于由砂岩和泥岩等软、硬岩性组成的互层陡倾岩质边坡中,其崩塌破坏属地质灾害中的常见形态。以普洱渡危岩高边坡为例,推导出差异风化型危岩岩腔后壁泥岩压应力随岩腔深度增加而增大的计算公式。据普洱渡危岩高边坡地形地貌和地质构造特征建立了两类4种差异风化型危岩力学模型：第1类为主控结构面贯通率等于1时的泥岩基座压裂破坏型和转动破坏型危岩;第2类为主控结构面贯通率小于1时的坠落型和倾倒型危岩。利用岩石强度理论推导出研究区砂岩的二次抛物线型摩尔强度包络方程,以极限平衡理论和摩尔强度理论推导了4种危岩体在自重、地震力和裂隙水压力共同作用下的崩塌破坏判别表达式,并由此反演出危岩体的临界崩塌边界方程,得出危岩体崩塌边界（岩腔深度、危岩体厚度和高度、主控裂隙深度）之间的关系,为现场预测和判别危岩体的稳定性和崩落时序提供简便可靠的依据。     

农一师电力公司煤矿岩质崩塌发育特征及稳定性评价

崩塌是新疆农一师电力公司煤矿的主要地质灾害,是地层组合、地貌特征、水动力特性及地震等因素耦合的结果。根据危岩体失稳破坏的模式,可将危岩破坏模式分为滑移式破坏、倾倒式破坏和拉裂式破坏3类。农一师电力公司煤矿区内岩质崩塌破坏的主要荷载有危岩体自重、天然状态的裂隙水压力、暴雨状态的裂隙水压力和地震力,可以构成3种荷载组合。据此,运用极限平衡理论及岩体结构理论建立了岩质崩塌破坏的计算模型,并对3类变形破坏模式的稳定性进行了计算,为岩质崩塌灾害的治理提供了理论依据。     

长江三峡水库区危岩分类及宏观判据研究

危岩是三峡水库区主要地质灾害之一，约30，000余个位于陡崖或陡坡上。河流或沟谷强烈下切产生的岸坡岩体卸荷作用、软硬相间的岩层组合（如砂岩、泥岩）以及高强度的降雨或较大的日温差变化是三峡水库区危岩形成的基本条件，其破坏具有突发性、致灾具有毁灭性。目前将危岩分为滑塌式、倾倒式及坠落式3类，体现了危岩失稳破坏的主要模式。现场可识性不强、力学机理不明确，降低了危岩治理的针对性及有效性。据此，文章提出了现场易识性、力学机理明确性和失稳模式预判性的危岩分类原则，并将危岩分为单体危岩和群体危岩两大类。单体危岩分为压剪-滑动型危岩、拉剪-倾倒型危岩、拉裂-坠落型危岩及拉裂-压剪坠落型危岩；群体危岩分为底部诱发破坏型危岩及顶部诱发破坏型危岩。分析了各类危岩的基本特点；从陡崖（坡）断面形状、主控结构面、主控结构面走向与陡崖（坡）走向之间的组合关系以及岩性等方面构建了危岩分类宏观判据，经万州太白岩50余个危岩的现场验证，利用这些宏观判据判识的危岩与实际相符。     

四川南江县三百钱沟危岩体特征及稳定性分析

三百钱沟危岩区位于县城内南江河左岸三百钱沟沟口附近,是南江县危岩崩塌地质灾害高发地带,目前三百钱沟危岩区在长约1500m范围内主要发育有13个危岩体。坠落式、倾倒式和滑移式三种类型为区内危岩的主要失稳破坏方式。本文通过危岩体稳定性进行定量计算,结合危岩体崩坏机制,提出采用主被动相结合的综合工程措施对三百钱沟的危岩体进行针对性治理。     

猴子包危岩体变形机理及稳定性预测

猴子包危岩体位于巴东县信陵镇火焰石村长江右岸。危岩体由包含层间错动带等软弱夹层的层状灰岩组成,下伏煤系软岩,具有上硬下软的结构;西侧陡崖下部采煤,斜交坡面的陡倾角裂缝将陡崖切割成链条式块状结构,发生多次崩塌。结合本区发生的崩塌,分析了猴子包危岩体形成发育的环境地质条件、变形失稳的机理和力学模式;运用力学图解的方法对危岩体不同工况下的稳定性进行了预测。研究认为,危岩体在自然状态下是稳定的,在地震及动水压力作用下不稳定,破坏方式为倾倒,视倾角αs（合力角φ）达到临界倾角α0是危岩体从变形到倾倒崩塌的拐点。     

三峡库区巫山县望霞乡廖家坪高陡斜坡失稳机制研究

廖家坪高陡斜坡详细勘查结果表明廖家坪坡体上分布有7层软弱层,发育有两组高倾角节理,相互垂直,形成众多危岩体岩柱。上部软弱层为蠕滑层,悬崖壁存在的众多危岩体及岩柱以软弱层为基底。根据平推式滑坡的变形失稳机理分析,计算其起动临界水头高度,认为该斜坡上部坡体平推式滑动的可能性较小。根据工程地质类比法认为由于基础风化压缩,也可造成硬岩拉张,形成次生倾倒破坏;采用离散元分析验证了廖家坪高陡斜坡倾倒破坏演化过程,模拟结果与野外调查的变形破坏现象完全一致,表明该高陡斜坡的变形破坏机制为倾倒失稳模式。这一破坏模式的判定为廖家坪高陡斜坡的稳定性分析和防治提供了重要依据。     

四川南江县三百钱沟危岩体特征及稳定性分析

三百钱沟危岩区位于县城内南江河左岸三百钱沟沟口附近,是南江县危岩崩塌地质灾害高发地带,目前三百钱沟危岩区在长约1500m范围内主要发育有13个危岩体。坠落式、倾倒式和滑移式三种类型为区内危岩的主要失稳破坏方式。本文通过危岩体稳定性进行定量计算,结合危岩体崩坏机制,提出采用主被动相结合的综合工程措施对三百钱沟的危岩体进行针对性治理。     

含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤机制研究

对消落带劣化岩体及水库诱发地震共同影响下三峡库区某典型危岩边坡的稳定性进行了研究,设计并开展了几何相似比为1:100的振动台模型试验,探讨了含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤—失稳破坏演化全过程及其动力响应规律。研究表明：含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤—失稳破坏全过程可归结为坡体内部损伤累积—裂隙发育—次级节理与深大裂隙贯通—失稳倾倒,同时伴随消落带岩体表层松动—掉落—破坏及内部出现渗流网—形成渗流通道—形成“凹腔”的复合破坏模式;随着地震动的持续,危岩体内部动力响应规律具有典型的“趋高”及“趋表”效应,危岩边坡表面累积位移不断增加,消落带处孔隙水压力整体增加,危岩边坡内部水平向及竖直向土压力在全阶段中整体均呈先增大后减小的规律;危岩边坡自振频率及阻尼比在全阶段整体呈减小和增加的趋势;在小震结束前阶段及强震阶段,危岩边坡损伤度曲线分别呈“S”型分布和指数型分布。     

三峡库区万州区四层岩危岩带发育特征、稳定性评价及防治对策

三峡库区万州区是危岩灾害集中发育的典型地区，位于主城区的四层岩陡崖带发育众多危岩单体，对下方公路和居民区构成严重威胁。为了有效防治该危岩灾害，首先，基于详细的野外调查和勘查，查明了危岩带发育的工程地质条件和基本特征，危岩体形态可划分为块状、板状和不规则状3种；体积从几十至几千立方米不等；破坏模式可归纳为坠落式和倾倒式2类。通过分析危岩区的地质环境条件，认为多级陡崖带地貌、上硬下软的岩性组合、结构面的组合切割、降雨和地下水作用以及植物根劈作用是导致危岩形成的主要因素。在此基础上，采用赤平投影法对陡崖带宏观稳定性进行了定性分析；进一步地，采用刚体极限平衡法对危岩体在不同工况下的稳定性进行了定量评价。结果显示，陡崖带目前整体处于稳定状态；危岩体在天然状态下多处于基本稳定—稳定状态，然而，在暴雨和地震条件下，危岩体的稳定性显著下降，且地震作用的影响比暴雨更大。最后，根据危岩体的发育特征、失稳模式及现场施工条件，提出了清除危岩、嵌补和支撑岩腔、裂缝灌浆、锚固、被动防护网等防治措施建议。本文研究成果可以为类似的危岩灾害的研究和防治工作提供参考。     

重庆市南川甑子岩危岩形成演化机制分析及防治措施探讨

地质灾害的形成严重制约地方经济的发展，灾害形成机制研究可为其治理提供科学依据。重庆市地质灾害主要表现为滑坡、崩塌。对于前者已有较多的研究，而后者开展的工作甚少。甑子岩危岩体全长近1400m，潜在崩塌体积约444．06万m3。目前危岩带岩体处于时效变形破坏阶段，变形仍在继续，特别是在暴雨及其它人为因素的作用下，很可能突发崩塌灾害，危及附近居民及铝矿厂的安全。为此已引起了有关方面的高度重视。文章从地形地貌、地层岩性、坡体结构、降雨、风化、温度、植物、人类工程活动等方面对危岩的形成机制进行分析，得出上硬、下软的岩体地质结构是危岩形成的物质条件，采矿活动是危岩形成的最重要的原因的结论。通过危岩变形破坏演化过程的剖析，确定了危岩变形的两种破坏模式：倾倒式破坏、基座剪切滑塌式破坏。在此基础上结合Ⅰ、Ⅱ区危岩的不同危害性，建议采取分区治理。通过施工条件、经济合理性、治理效果、社会效应4方面的优劣对比，对Ⅱ区危岩南坡村民居住区搬迁避让比治理Ⅱ区危岩体更经济、有效。由于铝矿厂搬迁难度极大，因此对Ⅰ区危岩体采取排水、封闭裂缝、填实采空区、填补凹腔、锚固、拦挡的综合治理措施。