危岩带稳定性分析与落石轨迹预测——以四川甘孜万岁山为例

甘孜县甘孜镇万岁山斜坡危岩带多年来时常有落石发生,严重威胁到了下方居民的生命财产安全,因此对万岁山斜坡进行危岩带稳定性分析与落石轨迹预测尤为重要。以万岁山斜坡的危岩带为对象,利用无人机倾斜摄影结合现场调查获取了危岩带几何尺寸和三维形态,分析了危岩带的发育特征和危岩体的分布特征,对危岩稳定性进行了分析;基于RAMMS-ROCKFALL考虑了危岩体的几何形状和三维地形,模拟了危岩体崩塌后可能的落石运动路径。结果表明:(1)斜坡整体性较完整,受风化作用主要失稳模式为坠落式和倾倒式,共发育有7处危岩带,地震工况下为不稳定状态;(2)通过模拟得到了滚落弹跳高度、速度、动能和轨迹、位置的关系,并通过预测落石运动轨迹得到了危岩带的威胁范围、威胁对象,预测结果表明万岁山斜坡对下方居民房屋和街道行人产生的威胁较大,应该尽快采取治理措施。研究成果表明无人机倾斜摄影的利用,有利于斜坡危岩体的稳定性分析,弥补了传统调查的盲区,提高了调查的效率与质量,对危岩体的调查与落石轨迹分析提供了一个新思路,对于减灾技术研究与危岩体的治理有积极意义。

落石轨迹模拟分析在废弃矿山生态治理中的应用

目前,废弃露天矿山的治理不仅需要消除地质灾害隐患,同时需要进行生态环境治理。滚石灾害是高陡边坡最易发生的地质灾害类型之一。在治理过程中,必须充分考虑滚石的弹跳高度和落点分布范围,同时合理运用台阶植被绿化等生态治理措施。以温州市平阳县鳌江镇荆溪山废弃矿山高陡边坡为例,通过对落石运动轨迹模拟分析,提出综合生态治理方案,为相关边坡生态治理提供参考。

基于Rockfall数值模拟的边坡落石防护网修复加固方案研究

某水电站尾水支洞边坡多次发生落石灾害,原被动防护网已发生局部破损,严重威胁着尾水支洞施工期和运行期的安全,需对原防护网进行修复加固。由于山体陡峭、地貌复杂,人工调查无法确定落石源,采用高精度无人机航摄初步排查出四处可疑危险源区域,利用Rockfall软件进行落石轨迹模拟计算,通过对比分析计算成果与观测到的落石落点位置与威胁区域分布情况,反分析确定了两处落石源。在此基础上,根据落石源的落石运动特征,复核分析了原防护能力不足的原因,发现原防护网的能级和高度不足是导致落石灾害发生的主要原因。通过提高防护网的能级和高度,提出了原位修复和增高加固两种方案。研究结果表明:两种方案均能有效减小落石威胁区域面积、降低落石率、改善运动特征参数。其中增高加固方案的防护效果更加显著,落石被全部拦截,落石弹跳高度和动能的最大值分别降低了69.64%、66.02%。对被动防护网破损部位的修复加固,综合考虑现场实际情况与落石模拟计算成果进行修复方案设计更为科学合理。研究成果可为该工程的落石防护方案提供科学依据,为类似工程设计与落石分析提供参考。

桐梓县狮溪镇机股凼崩塌稳定性评价及落石运动轨迹分析

文章以桐梓县狮溪镇机股凼崩塌为研究对象,分析了崩塌的基本特征、影响因素,对危岩的稳定性进行定量计算。同时,以研究区剖面地形作为分析模型,采用Roc Fall软件进行落石轨迹预测分析,模拟分析落石运动轨迹及落点、落石弹跳高度、落石速度及落石能量,为崩塌防治工程布设提供理论依据,也为此类工程地质条件下的崩塌稳定性评价及运动轨迹的分析提供参考。

高植被覆盖下铁路隧道口危岩落石风险评估

山区铁路选线受地形条件制约,高陡边坡或陡崖地段的隧道洞口常面临危岩落石风险,传统人工调查方法困难,尤其是高植被覆盖地区,受现场条件限制不能完全查明危岩分布,同时常用的落石运动轨迹模拟缺少横向范围控制,存在一定的安全隐患。以某铁路隧道进口工程为研究对象,以机载LiDAR和三维倾斜摄影数据为基础,查明了危岩形成机制及分布特征,利用自主研发的Rockfall Hunter软件分析不同破坏形式的危岩三维运动特征,并给出防护措施建议。研究表明:(1)基于定性分析和定量计算,建立的“数据、方法、意义”三阶段高植被覆盖区危岩落石风险综合评估方案行之有效;(2)利用精细化三维实景模型可准确提取危岩体几何信息,危岩落石发育区数字地表灰度影像表面坎坷不平、具粗糙感,危岩体截面地面点棱角显著、地势陡峭,原生孤石或滚石截面呈凸起状、有明显界限;(3)研究发现可能对工程造成危害的危岩体120处,总体积约15541 m^(3),以倾倒、坠落式破坏为主,局部发生组合式破坏;(4)落石进入隧址区最大速度为17.3 m/s,最大弹跳高度为12.5 m,最大冲击能量超过8000 kJ,建议采用避让、清理、加固等措施。

危岩体变形失稳与落石运动轨迹模拟分析

研究区地质条件复杂,危岩体发育、变形破坏现象显著,开展危岩体防治是一项必要而紧迫的工作。为了给设计部门提供可靠依据,采用基于有限元理论的数值模拟,分析该危岩体整体失稳模式与潜在破坏面。利用运动学模拟软件Rockfall从危岩体落石状态、落石弹射高度、运动能量等方面对危岩体崩塌落石轨迹及其堆积区域进行研究。结果表明,危岩体潜在破坏面自后缘裂缝端部扩展,沿软弱层贯通,最终出现剪切滑移破坏。从坡顶崩落的石块主要堆积区位于距坡肩140-220m的范围。

郑万铁路某边坡落石运动过程研究

为了研究危岩失稳后对工程的影响,需要对落石运动过程中各模式的运动轨迹以及相应的影响因素进行研究。通过对危岩所在边坡区的工程地质条件进行调查分析,从运动学的角度将危岩失稳后运动过程分为:自由坠落、定点转动、滑动、抛射、碰撞和滚动六种模式。通过理论计算和Rockfall软件模拟分析了落石运动过程中的落石速度、动能和轨迹。

滚石防护加筋土挡墙研究综述

滚石防护加筋土挡墙是工程上常见的落石防护工程结构,通常用于拦截大体积或高速滚落的山坡落石。滚石防护加筋土挡墙能有效拦截具有高冲击动能的岩块滚落。但由于其结构较大,受滚石撞击时会发生不可逆的诱发性破坏变形,加筋土体应力-应变性状非线性,不同加筋材料与土体界面特性及作用机制相当复杂,目前防滚石撞击的加筋土防护挡墙的设计方法不够完善。通过总结已有文献的研究成果,重点阐述了受滚石撞击的加筋土挡墙结构响应性状,从落石轨迹控制和挡墙稳定性两个方面对挡墙设计方法进行了讨论。同时指出滚石旋转动能不可忽略,已有成果在滚石冲击力计算、结构撞击响应分析方法等问题的研究仍显不足,为今后研究提供参考。

滚石离散元数值模拟的参数反演(英文)

离散元法(DEM)是数值模拟崩塌落石运动的一个有力方法,但确定离散元输入参数是个难题。提出一个基于已知落石轨迹的离散元参数的反演计算方法。落石轨迹可以通过现场落石试验或者野外实地调查实际落石过程获得。该方法的特征为反演得到的离散元参数可以间接反映边坡与落石冲击时的变形以及植被缓冲效应。建议的几个保证解的有效性得到验证,稳定性措施效果良好。室内落石试验结果和现场落石工程实录验证证明了该算法的有效性和实用性。

基于Rocfall的拦石墙设计

文章以Rocfall落石轨迹模拟软件为基础,对某水库移民安置点倒悬体边坡落石进行了模拟,判定落石拦挡措施位置,并进行二次模拟研究验证落石拦挡措施的有效性,认为合理的拦挡高度能够降低落石击中建筑物的概率和避免盲目建设。

铁路隧道明洞高陡边坡加固防护与监测方案研究

通过对隧道明洞高陡岩质边坡受构造影响,如岩体不利结构面、坡面小型楔体在外力长期作用下,沿临空面可能形成危岩、落石甚至崩塌等灾害的分析与计算,介绍延长明洞、增加明洞回填厚度、设置预应力锚索、防护网及自动化监测系统等综合工程措施设计和实例工程加固防护与变形监测效果,供类似工程借鉴。

铁路隧道明洞高陡边坡加固防护与监测方案研究

根据分析与计算,隧道明洞高陡岩质边坡通常受构造影响,岩体不利结构面发育,坡面小型楔体分布,在外力作用下长期稳定性较差,可能沿临空面形成危岩落石甚至崩塌等灾害。工程设计中宜采取延长明洞,增加明洞回填厚度,设置预应力锚索、防护网及自动化监测系统等综合措施进行加固防护与变形监测,以确保施工及运营的长期安全。

窗帘式柔性防护网的设计与应用

落石病害对铁路行车安全构成威胁。以丰沙铁路K49段珠窝东站南端的山体落石治理工程为例,针对山体落石病害常见的崩塌、滚坠落等形式,详细地分析了窗帘式柔性防护网治理落石病害的设计原理;运用RockFall软件,对落石轨迹、冲击能量、弹跳高度进行验算,论证了结构的安全性。采用窗帘式柔性防护网,对山体落石病害进行整治,取得了良好效果,确保了线路的安全营运。

白脚岩危岩体稳定性及危险性分析

白脚岩危岩体位于贵州省关岭县境内,通过对该危岩体的地质环境特征、岩体结构特征的分析,判定该危岩体易发生倾倒式崩塌。稳定性计算结果表明,在暴雨、地震的作用下,危岩体的稳定性差,失稳的可能性大。失稳后易发生短距离滑移或长距离抛射及反复弹跳,威胁坡脚居民的安全。

贵州关岭某危岩体稳定性及危险性分析

贵州某危岩体位于关岭县境内,文章通过对该危岩体的地质环境特征、岩体结构特征的分析,判定该危岩体易发生错落式崩塌。稳定性计算结果表明,在暴雨、地震的作用下,危岩体的稳定性差,失稳的可能性大。失稳后易发生短距离的滑移或长距离的抛射及反复弹跳,威胁坡脚居民的安全。

基于RockFall与RA的危岩体二维和三维运动特征对比研究

崩塌是常见的一类地质灾害,其运动轨迹和危险性量化评价是目前研究热点之一。研究以某山区高边坡为对象,分别采用RockFall二维落石轨迹仿真和RockFall Analyst三维落石仿真,对危岩失稳后崩塌落石运动特征进行模拟,并进行对比分析。结果表明:坡段上部属于落石高危险区,坡段下部属于低危险区,三维软件落石模拟结果比二维更加准确,对预测危岩落石轨迹和危岩防治工程具有重大意义。