基于无人机和Rockfall Analyst的崩塌落石特征分析与运动学模拟--以察雅县崩塌落石为例

崩塌落石是高陡边坡的一种浅表部破坏方式,突发性强且随机性大,是严重的地质灾害之一。分析崩塌落石特征,并对落石进行运动学模拟对于灾害防治具有重大意义。以往的研究对于崩塌落石的运动学模拟大多基于二维模拟软件,人为控制了运动方向,具有一定的干扰性,部分独立的三维模拟软件计算时考虑的参数较多,增加了模拟难度。在调查方式上,无人机技术凭借机动灵活、工作效益高成为一种趋势。因此,文章以昌都市察雅县北西侧斜坡为研究区,结合现场调查和无人机三维倾斜摄影技术,调查分析了斜坡崩塌落石特征,通过三维模型获取了岩体结构面信息,分析了岩体稳定性;基于GIS环境下三维落石模拟软件Rockfall Analyst,根据历史崩塌轨迹采用参数反演的方法获得研究区斜坡下垫面参数,对物源区块石进行了运动轨迹、速度和弹跳高度的数值模拟。结果表明:(1)斜坡上主要存在三处物源区,岩体整体受三组主控结构面控制,不同结构面之间的组合破坏和冻融侵蚀影响下的岩体差异性分化是造成岩体失稳的主要因素;(2)通过模拟的运动轨迹确定了落石的威胁范围,弹跳高度和速度轨迹可为崩塌落石灾害防治的位置和防治措施的选择上提供地质依据。

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。

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。

太行山青龙峡景区崩塌灾害发育特征及防治对策

青龙峡景区位于山西省壶关县太行山区东部,是太行山大峡谷国家地质公园的重要园区。青龙峡作为典型高山峡谷区,山地崩塌灾害极为发育,对景区旅游接待和居民生活构成威胁。为有效防控太行山区崩塌灾害,通过太行山青龙峡景区详细地质环境调查工作,掌握崩塌灾害发育规律,探讨崩塌成因和防治减灾对策。结果表明:青龙峡景区崩塌灾害发育在层状结构的硬岩高位边坡上,中小型崩塌更为常见;岩体破坏以错断式、倾倒式、滑移式和坠落式等4种破坏模式为主。峡谷区崩塌机理表现为多样的地层岩性组合孕崩、高陡的地形地貌育崩、复杂的岩体结构面控崩、岩溶和集中降水诱崩的四要素耦合崩塌成因机理。通过构建典型崩塌落石的Rockfall Analyst模型,分析危岩体崩塌的致灾边界,研判景区崩塌灾害的影响范围,针对青龙峡景区面临的地质安全问题,提出了景区崩塌灾害“风险区监测预警、隐患点工程治理”的防治对策。研究成果对山岳峡谷型景区和山区城镇的灾害防控具有借鉴价值。