RockFall软件在铁路边坡危岩失稳运动路径分析中的应用

山区铁路岩质边坡坡体失稳和危岩崩塌等灾害,对线路运营安全有潜在风险。危岩体发生破坏时的运动方式受下部斜坡的物质组成、边坡坡角、危岩体几何形状、岩体性质等的影响,运动距离、运动方式及冲击能量各不相同。采用RockFall软件模拟了丰沙铁路北侧山体危岩体破坏后的运动规律,得出危岩体破坏后沿坡面的运动路径、运动速度、冲击能量等信息,可为崩塌落石防治措施选择提供合理依据。

基于Rockfall的沟谷区高位危岩体危险性评估

为了降低高位危岩体对沟谷区建设用地威胁,以沟谷区内某商住小区为例,探讨高位危岩体危险性评估结果。通过资料收集和现场调查,采用Rockfall模型软件计算沟谷区高位危岩体对小区现状地质灾害危险性,评估了防治措施情景下的地质灾害危险性。用Rockfall模拟软件计算出沟谷区内危岩体现状和设计情景条件下的运动路径和最远威胁距离,确定建设用地红线范围内的地质灾害危险性结果。结果表明,现状条件下沟谷区建设用地红线范围内危险性中等区域面积112.15 m2,设计情景下建设用地红线范围均为危险性小的区域。

危岩崩塌运动轨迹特征的Rockfall数值模拟研究

运用Rockfall数值模拟软件,对危岩体的稳定性进行了分析,通过设定危岩体的法向恢复系数、切向恢复系数和动摩擦系数等参数,绘制出危岩体的运动轨迹、能量分布和弹跳高度数值模拟图,为指导防护体系的结构设计、确保防治效果提供了依据。

基于Rockfall的危岩体危险范围预测及风险评价——以九寨沟景区悬沟危岩体为例

2017年8月8日九寨沟Ms7.0级地震诱发了数以千计的崩滑地质灾害,造成景区内道路阻塞,设施损毁,严重威胁到了来往游客及景区内住民的生命财产安全。因此对景区进行地质灾害风险性评价尤为重要。本文以景区内悬沟崩塌危岩体为研究对象,通过分析危岩威胁范围、可能造成的危害程度,承灾体的抗灾能力以及流动承灾体受损情况,建立风险评价模型,将风险评价进行量化。评价结果表明,危岩带1、危岩体1为低风险。危岩带3为中等风险;危岩带2为高风险,严重威胁到了坡脚公路及来往游客的生命财产安全,要高度重视,尽快着手防护措施设计,避免造成更大的损失。

基于无人机与Rockfall的危岩体结构特征识别与运动规律模拟

赤水红层地区高陡边坡危岩体具有位置险峻、隐蔽性强等特点,致使危岩体的识别成为困扰工程建设的巨大难题。针对研究区危岩体调查难以开展的问题,利用无人机倾斜摄影技术,获取带有空间地理坐标的照片。运用Agisoft PhotoScan软件构建了唐家屋基边坡高清数字地表模型(DSM),利用三点不共线可确定一个平面的原理,在模型中提取结构面空间点云坐标,计算出结构面产状,并对危岩体的结构特征进行提取,确定了4处典型危岩体。基于三维模型对危岩体的体积进行了测量,通过定性分析得知,危岩体处于欠稳定状态。利用Rockfall软件对4个危岩体的崩落运动特征进行模拟,发现危岩体发生崩塌破坏后滚石会对坡脚房屋和公路造成破坏。研究结果对高陡边坡危岩体的勘察、稳定性评价及影响范围确定有重要参考价值。

基于Rockfall数值模拟的危岩体运动规律分析

危岩体发育过程具有渐进性,失稳过程具有突变性和强致灾性,危岩崩塌灾害是山区公路工程建设及运营过程中普遍存在的突发性重大安全隐患,前期预测和分析危岩体落石运动特征可为危岩体治理提供参考。本文以兴义环高某特大桥桥台上方的危岩体为例,通过现场调查研究,分析危岩特征,采用Rockfall数值软件模拟危岩落石运动轨迹、落石终点水平位置,分析落石速度及其能量大小。结果表明:危岩体W5发生崩塌后,有大部分落石到达桥面,且在到达桥面时仍有较大动能和转动速度,会对桥面造成严重撞击和破坏,威胁和影响行车安全。建议对危岩体进行防护或加固,以保障公路建设运营安全。

Rockfall hazard assessment in a natural and historical site: The case of ancient Kilistra settlement(Konya), Turkey

The ancient Kilistra settlement is a natural,historical and cultural heritage site in Central Anatolia(Turkey), which makes it an attractive destination for tourists. However, the settlement located on a hill with steep hillsides has suffered from rockfall events,causing the destruction of some historical buildings.The rockfall risk in the region continues to create a serious danger today for land users and visitors during uncontrolled tourist visits. This paper offers an assessment of rockfall hazard for the ancient Kilistra settlement based on experimental investigation and numerical analyses. For the study, comprehensive field studies were carried out, including the identification of slope profiles, scanline surveys on discontinuities and stability analysis of the slopes. The location and size of the fallen, detached and hanging blocks were also identified. Geomechanical properties of the geological units were determined, and also the rockfall risk rating method was applied for the evaluation of the rockfall hazard risk. Runout distance, bounce height, kinetic energy as well as the velocity of the detached and hanging blocks were determined by using twodimensional rockfall analyses. Based on the results from the rockfall analyses, possible rockfall-based danger zones have been defined for the ancient Kilistra settlement and its close vicinity. The results of this study point at an immediate necessity for the installation of support systems. Findings of the study also offer preliminary data for the description of risk administration strategies and also provide scientific contribution to the study of the hazard and risk resulting from rockfall phenomena.

基于无人机和Rocfall的危岩落石特征分析与运动学模拟研究——以圆宝山隧道出口为例

丽香铁路位于云南省西北部,沿线山峦纵横,地形险峻,高山、峡谷、高原、盆地交错分布,地质构造复杂,新构造运动强烈,危岩落石发育。以丽江至香格里拉线的圆宝山隧道出口为研究对象,通过危岩现场地质调查、无人机航测获取影像数据,结合Rocfall软件模拟运动轨迹的技术方法,对潜在危岩体进行分析评价,较好地完成危岩体的地质灾害调查工作。结果表明:运用该方法可以精确查明危岩体的几何特征、空间位置及失稳模式,实现危岩的快速识别,以及得出危岩落石能量、弹跳高度、影响范围等信息,从而对潜在危岩体发育特征及危险性进行分析评价,针对性提出有效的防治措施。研究结论可以为危岩落石的灾害治理、防治设计提供一定的参考依据。

川西北某拟建高速公路隧道口高位危岩特征及危险性评价

某拟建高速公路隧道口位于川西北岷江河谷地带,区内地形地貌复杂、新构造运动强烈,高位危岩极其发育,严重威胁拟建公路隧道口。本文基于无人机倾斜摄影及现场调查,采用Rockfall Analyst软件模拟落石三维运动特征。结果表明:(1)危岩区坡度较陡,岩性以砂质千枚岩为主,岩体破碎、节理裂隙发育,稳定性较差,变形破坏模式以滑移式、坠落式为主;(2)落石运动过程以自由飞落、碰撞弹跳以及贴坡运动为主,最大速率33 m/s,最大弹跳高度14.5 m,最大能量约3 100 kJ,在运动过程有大部分会落至隧道洞口上方,危险性高-极高;(3)建议清除隧道洞口上方孤石、危岩,设置锚索(杆)框格梁进行处治,隧道进口接长明洞,同时加强监测。本研究成果对川西北地区公路、铁路工程地质选线、勘察设计及防灾减灾具有一定指导和借鉴意义。

复杂地形下的危岩落石被动防护网三维防护效果评估研究

为评估复杂地形下被动防护网的落石防护效果,利用无人机摄影测量方法,获取复杂地形的坡表形态并生成数字模型。基于RocPro3D模拟不同条件下的落石运动轨迹并评估防护网性能,对比二维与三维落石模拟结果中防护网性能的差异。计算结果表明:被动防护网缺陷的主要表现形式为防护高度不足、防护范围不足以及其他防护网缺陷引起的自身防护能力未完全发挥;被动防护系统最优防护效果表现为按照防护网布设位置,自上而下,防护网拦截率及作用在防护网上的冲击能量逐级降低;针对复杂地形下的被动防护体系评估,三维分析比二维分析的结果更加全面,更具参考价值。研究成果为被动防护网评估提供更多思路。

基于无人机模型的危岩运动模拟及风险区划

研究目的:青藏高原东南缘板块交界处的金沙江区域海拔高,地壳活动频繁,岩体较破碎,沿岸地形起伏大,高位危岩发育。传统的地质勘察手段人力难以企及,安全风险极高且效率低下,因此亟需开展非接触式测量、运动模拟及风险区划技术的相关研究与实践,探索出一套适宜高原山区的危岩落石勘察和风险评价分析体系。研究结论:(1)针对高原山区海拔高、低温低氧、地形起伏大、风速大等不利环境因素,选定了非接触式的无人机平台及精细化建模技术,替代了高原山区传统的勘察工作模式;(2)获取了高陡边坡、高位危岩落石区域的真实地形表面特征,可实现高陡边坡高位危岩落石的解译识别、岩体结构几何信息的定量提取、三维滚落运动模拟及特征分析和落石时空风险区划;(3)通过大量的应用实践,这种新型勘察评价体系可极大地提高勘察精度和效率,保障勘察设计施工的安全,研究成果可为高原山区勘察工作提供借鉴和参考。

新疆某山区公路边坡危岩体影响区划分及防治建议

崩塌地质灾害时常威胁着山区公路的运行安全。新疆某山区公路边坡分布有5处危险性较大的危岩体,为查明该山区公路边坡危岩体失稳后的影响区范围,制定合理有效的防治方案,保障人民的生命和财产安全,在详细勘查研究的基础上,利用RockFall软件模拟边坡危岩体失稳后的落石运动轨迹,并在数值模拟的基础上开展野外落石试验用于验证RockFall软件模拟结果的可靠性,通过综合对比边坡危岩体失稳后影响区范围的划分结果,提出相应的防治措施。结果表明:综合RockFall软件模拟和现场落石试验可知,边坡危岩体失稳后落石距离坡脚的最大滚落距离为17.5 m,落石在坡脚处的最大弹跳高度为1.10 m,最大动能为1299.9 kJ;以此为依据将边坡危岩体失稳后的影响区范围划分为重点影响区、次重点影响区和一般影响区;综合研究结果提出了危岩体清理+裂缝注浆+SNS主动防护网+被动防护网+安全警示牌的防治建议。

岩溶山区危岩稳定性分析及危害性预测——以贵州松桃县长冲危岩体为例

岩溶地区山体岩石裸露,地形坡度陡,其发育的危岩体一旦失稳,将对威胁区的居民生命财产造成严重危害,故及时准确地分析灾体的稳定及危害性极具意义。文中以贵州省松桃县和平社区长冲组危岩体为对象,结合工程勘查成果,分析了危岩体区的地形地貌、地质构造和水文特征等孕灾背景,并结合危岩体发育特征深入分析论证危岩体变形破坏模式及影响因素。在此基础上对危岩体稳定性进行定性及定量分析,评估了危岩体的危害程度及发展趋势。结果表明:发育于岩溶山区的危岩体,独特的喀斯特地貌、岩溶特征及复杂的结构面是控制其稳定性的关键因素,降雨、风化等作用为主要诱发因素。提出了初步防治方案建议,为后续采取治理措施提供参考依据。

山区铁路高边坡危岩落石病害防治技术研究

近年来,山区铁路高边坡危岩落石病害频发,亟须采取措施整治高边坡危岩落石病害。基于此,文章分析了危岩落石的分类和影响因素,总结了病害防治工程的主要调查内容和方法,并对高边坡危岩落石的运动特性进行了分析,提出了危岩落石防治的三类方法及适用条件等技术要点,以期为山区铁路高边坡的建设及运营期间病害整治提供有益借鉴,有效防治铁路危岩落石病害,保障山区铁路的运营安全。

隧道洞口高陡仰坡危岩落石稳定性研究

为了揭示危岩落石的运动特征和对下方隧道洞口的危害,依托长望路西延线藕塘隧道主体工程,并结合现场地质调研情况,运用非连续变形分析方法(DDA)计算了危岩落石运动轨迹;采用数值模拟软件FLAC^(3D)与PFC^(3D)相耦合的方法计算了危岩落石最终位置,并分析了危岩落石的稳定性。研究结果表明:该隧道洞口处危岩潜在落石直径为2~6 m,围岩体分布无明显规律;坡度虽然普遍偏于陡峭,但隧道洞口不在落石运动轨迹中,且落石止于与潜在落石区域水平距离110~160 m处,因而对隧道洞口安全的威胁较小,但由于受到运动过程中部分落石最高将弹起10.51 m的影响,该隧道洞口处于中危状态。因而,在后期支护中应采用危石消除、嵌补岩体、承压板锚索加固和主动设置防护网等措施,以保证隧道施工的安全。

新疆库尔勒铁门关崩塌危岩体稳定性研究

崩塌是山区常见地质灾害。为保障人民生命财产安全,需查清崩塌危岩体发育分布特征,评价危岩体稳定状态,评估落石影响范围。采用二维极限平衡法和三维整体稳定法对新疆库尔勒铁门关崩塌危岩体不同工况条件下稳定性进行评价,崩塌危岩体大多在自重工况稳定状态为基本稳定和欠稳定,在自重+暴雨和自重+暴雨+地震两种工况条件下为欠稳定和不稳定。在此基础上,对崩塌危岩体进行落石轨迹分析,获得崩塌危岩体落石运动影响范围。落石轨迹模拟结果显示,崩塌落石均滚落或弹跳至社区道路上,停止于孔雀河河道内,为后续防护与治理措施提供理论依据。

铁路隧道洞口高陡边坡危岩落石危害分析及整治措施

危岩落石是山区常见的地质灾害之一,对铁路运营安全造成威胁。以某铁路隧道洞口边坡危岩落石为研究对象,通过现场勘察对危岩体的分布特征、类别、结构面等信息进行相关的获取、测量工作,在此基础上对落石的优势路径进行预测,利用数值模拟对研究区内不同区域的危岩落石运动特性进行分析研究,并针对性地提出“分区治理、分级防护”的综合治理整治措施,为类似工程的设计思路和治理措施提供指导和建设性借鉴。

滑坡及危岩(崩塌)防治工程措施选择与工程设置

滑坡和危岩(崩塌)治理工程措施较多,措施组合可变性大,每种工程措施都有其相应的应用条件,不宜性、适宜性和最佳配置组合。治理工程措施选择应充分考虑治理工程功能性的具体要求、在不同工况条件下的安全性及耐久性、工期要求和投资的经济性以及后期维护的要求、工程岩土体性质及其蓄水后的变化、场地条件、施工技术条件、地方材料资源等具体制约因素以及环境保护的要求。在三峡水库区二期地质灾害防治工程国家级验收总结的基础上,对滑坡与危岩(崩塌)常用防治工程措施(排水、削方减载、回填压脚、抗滑桩、重力式抗滑挡墙、预应力锚索、格构锚固、拦石墙等)的工程适用条件、工程设置及不宜性进行了详细的分析,并提出工程设置应考虑及注意的问题。

流杯池小区危岩落石运动特征分析及其防治建议

在对流杯池小区进行地质灾害调查的基础上,结合边坡地形地貌特点,选取具有代表性的边坡剖面作为危岩体崩塌落石运动特征分析模型,对危岩体崩塌落石的运动过程进行分析,确定落石在边坡不同位置处的运动形式,采取与落石运动形式相对应的运动方程,描述落石的运动轨迹,依据落石的运动路径,提出崩塌落石灾害防治的合理建议。对危岩落石的运动特征分析不仅能为崩塌落石灾害防治提供了理论基础,而且对指导工程实践也具有重要意义。

长江三峡链子崖危岩体防治工程研究

链子崖危岩体由十几条深达煤层采空区的宽大裂缝切割而成， 总体积约３．３２×１０６ ｍ ３。它具有南北强拉裂、东西弱拉裂和平面反时针转动的三维开裂变形破坏特点。相应的变形破坏力学机制是， 以煤层采空区为压缩滑移底界， 山体呈悬板（臂梁）模式不均匀下沉并倾倒下滑。在稳定性评价的基础上， 通过建立目标函数的方法， 优选出了一种综合加固工程方案。在工程设计和施工过程中， 对工程布置、施工程序、施工工艺、工程开挖强度和施工监测等进行了持续性的跟踪优化， 并根据施工反馈及时进行了设计调整， 工程治理已取得初步成效。