Types and formation mechanism of collapse in Tianchi region of Changbai Mountain

Collapse is a disaster in Changbai Mountain area.Based on the present stage of collapse,the anthors summarized three types of collapse and analyzed their formation mechanism.This research makes sense to further study.

基于GEO-SLOPE软件的煤矿密集区典型危岩形成机理分析

贵州省凯里市龙场镇渔洞村岔河组老山新村同一位置先后2次发生崩塌灾害,崩塌堆积体灾害导致5人死亡,掩埋6栋房屋,转移安置21户79人。本文针对其高陡斜坡为缓倾坡内上硬下软型,下卧软层薄,采空区距离陡崖面较远的具体特征,通过geo-slope分析软件,结合现场测绘实际情况,建立地质模型并对其进行数值模拟分析,分析其形成机理。

煤矿采空区山体诱发崩塌地质灾害形成机理分析及其应用——以大平煤矿为例

为避免煤矿采空区山体诱发崩塌地质灾害,根据实际工程情况,分析了郑州煤炭工业(集团)有限责任公司大平煤矿采空区的山体诱发崩塌地质灾害的形成机理。通过实地考察和勘探,研究了该矿矿脉山体结构、地质条件、周围环境、采矿活动等多方面因素;通过分析山体崩塌的破坏特征和影响诱发因素发现,边坡上部危岩块体、临空状态、软弱结构等因素是形成崩塌灾害的主要成因,同时降雨、人为活动以及地震灾害等也是导致危岩体失稳坠落形成崩塌的主要因素;通过量化影响因素指标并结合破坏准则,建立了地质灾害临界判别机理分析模型。该模型在实际工程应用中获得了采空区崩塌地质灾害分析结果,结果表明只要控制和稳定地质结构就可避免相关地质灾害的发生。

新疆温宿县天山大峡谷景区崩塌危岩体破坏机制及运动学特征分析

新疆温宿县天山大峡谷景区峡谷两侧崩塌灾害较发育,滚石崩落至峡谷内将威胁过往车辆和游客。崩塌灾害受多种因素影响,具极大的随机性,故探究崩塌危岩体运动学特征参数的强弱对当地崩塌灾害防治至关重要。本文选取1号峡谷入口西侧典型崩塌危岩体为研究对象,在现场调查基础上分析崩塌灾害的形成机制,结合监测数据对现状危岩体稳定性进行分析,利用Rockfall软件对危岩体的崩落运动特征进行预测。结果表明:现状危岩体基本处于稳定状态,预测危岩体发生崩落后会与坡脚堆积体坡面或峡谷地表发生剧烈碰撞并产生强烈反弹,在碰撞瞬间落石的动能和速度均达到峰值,发生碰撞后因能量损耗导致动能和运动速度逐渐降低。预测发生崩塌破坏后落石最大反弹高度为2.44 m,最大平移速度15.51 m/s,最大动能1365.16 J,最大影响范围11.68 m。研究结果对该区域危岩体影响范围的确定及崩塌灾害的防治提供重要参考,对峡谷内其他崩塌危岩体研究具指导意义。

煤矿采空区山体诱发崩塌地质灾害形成机理分析

煤矿采空区是煤炭资源开采遗留的最常见也是影响和危害最大的问题之一,一旦采空区发生塌陷,将有可能导致崩塌地质灾害,进而带来更大的危害。而要想有效预防煤矿采空区塌陷诱发崩塌地质灾害的发生,往往需要以掌握煤矿采空区塌陷诱发崩塌地质灾害形成机理为前提,同时这是做好崩塌地质灾害预警的基础,必须引起相关人员的高度重视。基于此,结合大平煤矿采空区的崩塌体实例,先阐述其形成条件和主要影响因素,包括地形地貌、地层岩性、岩体结构、强降雨、人类活动,同时采用FLAC数值模拟的方法从应力场特征、位移场特征、塑性区特征3个维度分析崩塌形成机理,明确采空区塌陷诱发崩塌地质灾害的规律,如崩塌地质灾害的产生以地下开采为直接诱因,以人为因素、自然降水、区域地下水影响为其他因素等,最后提出崩塌地质灾害监测方法,并根据监测分析结果得出预警建议,旨在为相关人员提供参考,将煤矿采空区山体诱发崩塌地质灾害发生带来的不利影响降至最低程度。

湖南长沙县江背镇地面塌陷发育特征和成因机理分析

地面塌陷地质灾害严重制约着城市的发展,长沙县江背镇河田一带有着悠久的采石灰岩矿的历史,形成了大量的采坑和采空区,加之区内浅层覆盖型岩溶发育,采空塌陷和岩溶塌陷对周边居民生产生活有极大的影响。本文在系统收集和研究前期资料的基础上,通过综合的勘查手段查明了本区地面塌陷发育特征并进行成因机理分析:采空塌陷具有三阶段变形的特点,主要受地层岩性、地质构造、地下水、采矿活动控制;岩溶塌陷主要由潜蚀效应、垂直渗压—自重效应引起,受地层岩性、岩溶发育情况、上覆土层“二元结构”、地下水等因素控制。两种地面塌陷均是自然与人为影响因素相互作用、相互影响、共同叠加而形成的。现状地面变形处于基本稳定状态但仍有继续发展的可能,据此提出了相关的防治建议。

粤北山区某高速公路边坡滑塌处治措施研究

文章针对粤北山区某高速公路路堑边坡滑塌,从地层岩性、强降雨、排水设施等方面分析了该边坡滑塌的原因。根据地勘结果进行稳定性分析,总体按照削方减载、强腰固脚、加强排水的原则,初步拟定3种永久处治方案,并从施工风险、施工工期、结构耐久性、工程造价等方面进行比选。最终提出了一级宽平台方案,并结合抗滑桩、挡土墙、锚杆格梁植草防护、截排水设计等综合措施,达到了滑塌治理的目的。

西北地区黄土崩塌危险性分级研究

黄土崩塌以其分布广、数量多、危害大等特点著称,是黄土高原地区的一类典型的地质灾害。为了研究黄土崩塌危险性评价的分级标准,通过分析黄土崩塌形成机理和发生条件,提出用失稳证据、人类活动,斜坡结构、地下水活动、微地貌、崩塌规模、运动速度、物质成分、承灾体距离和斜坡形态等作为评价指标。基于解释结构模型对黄土崩塌危险性评价指标分级分层,采用穷尽比较法确定黄土崩塌危险性评价指标5级的权重,并进行一定规则化处理。应用表明:在正态化的基础上,黄土崩塌的危险性可划分为四个等级即高度风险(7.50~9.97)、中度风险(5.00~7.50)、轻度风险(2.50~5.00)和微度风险(0.00~2.50)。

清远禾云镇崩塌灾害隐患形成机理与成灾模式分析

基于清远禾云镇1:10000地质灾害风险调查,在对崩塌隐患典型特征研究的基础上,分析了禾云镇崩塌隐患形成机理及成灾模式。为全面提升监测预警能力,加快推进地质灾害风险综合治理提供依据支撑,从而全面提升地质灾害网格化管理水平。

重庆小南海地震崩滑体的基本特征及形成机制研究

通过对重庆小南海地震崩滑堆积体进行野外地质调查和工程地质勘察等相关工作，阐述了该崩滑堆积体的基本特征和形成机制，认为其形成过程经历了“风化剥蚀-震荡抛射-崩滑堆积-堵江成湖”4个阶段，其岩体破坏形式为高度破裂或严重高度破裂状态，其岩体破坏过程以崩塌为主，滑动为辅。研究发现，小南海地震崩滑堆积体的最终形成是受地震构造运动及应力、岩体构造、地形地貌及地震波作用等因素综合作用的结果：（1）该区NE向黔江逆滑（右行）断裂与NNW向仰头山逆滑（左行）断层形成的“X”型地震构造组合及轴向呈NWW向的构造压应力使小南海断块内部发生张滑（左行）破裂而导致6^1／4级地震发生；（2）该区呈“X”形展布的3组主要构造节理是崩滑体发育的物质基础，大、小垮岩在地震波作用下最终发生了向山体临空面（约145°～155°方向）的各自崩滑；（3）从崩滑堆积体中发现的灰岩块石证明崩滑体原始地层中曾含二叠系栖霞组和茅口组灰岩，这为恢复崩滑前山体地形提供了直接证据；（4）崩滑体中堆积岩块直径分布区域沿约150°方向自WN到ES依次递减，间接证明了地震时崩滑体抛洒方向为约150°方向，且大、小垮岩分别形成堆积区，交叉堆积部分较少。

强震区软岩隧道大变形破坏特征及其成因机制分析

对在建的穿越5·12强震区发震断裂带上广甘高速公路杜家山软岩隧道中多次出现的大变形及塌方等地质灾害特征、影响因素及其成因机制的分析表明:强震区软岩隧道变形破坏多以坍塌为主,且多数发生于掌子面附近;围岩自稳能力差及地下水对岩体的软化作用是隧道发生变形破坏的主要诱因,但5·12强震及后期余震作用形成的大量深部震裂损伤岩体也是产生上述现象的重要因素之一,复杂的区域环境造成设计、施工中类似经验不足也是引发上述现象不可忽视的重要环节。研究表明,对于强震区软岩隧道应结合现场实际情况适当调整围岩的预留变形量及安全控制基准,加强原有的支护参数,施工中重视各环节的工艺衔接,采用以三台阶+预留核心土的微台阶法可有效控制上述灾害的产生。

陕北黄土高原区崩塌发育类型及影响因素分析——以吴起县为例

以"陕西省延安市吴起县地质灾害详细调查"项目为依据,对吴起县崩塌的发育类型及特征行了较为详细的野外调查。根据调查结果,将区内黄土崩塌按照破坏模式划分为倾倒式、错落式、垮塌式和剥落式四类,并结合破坏模式,分别从黄土颗粒组成、物理力学性质、斜坡形态、结构面、化学侵蚀、冻融、降雨及人类工程活动等方面对崩塌的影响因素及机理进行了分析。最后,综合考虑各类影响因素,提出了针对性的防治对策。

拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制及其稳定性研究

拉裂-滑移式黄土崩塌是黄土地区高速公路建设过程中常见的一种崩塌灾害。根据土体极限平衡方程,得到黄土斜坡后缘最大竖直拉张裂隙深度。引进水致弱化函数,分别建立了竖直裂隙面介质及潜在滑移面介质的本构方程。根据崩塌体能量守恒原理及尖点突变理论,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患的尖点突变模型。根据该模型,探讨了拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制。认为黄土斜坡开挖后,后缘形成拉张裂隙,在裂隙充水的作用下,竖直拉张裂隙的剪切模量增大,潜在滑移面的剪切模量减小,当黄土含水饱和度达到一定程度时候,系统发生突变,滑裂面形成,土体重心不断向临空面移动。其重心一旦滑出陡坡,就会产生崩塌。根据极限平衡方程,结合摩尔-库仑定律,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患体的稳定性计算公式。研究结果对黄土崩塌治理的设计与施工具有重要参考价值。

陷落柱形成的力学机理及数值模拟研究

陷落柱存在是矿井安全的重大威胁,陷落柱形成机理的关键是溶洞顶板的破坏和塌陷机制,运用薄板理论分析了溶洞顶板的应力分布,得到溶洞顶板破坏是由于周边裂纹扩展开始的,并产生岩块分离体.用极限平衡分析法得出了溶洞顶板分离体塌陷的判据.根据这些判据,分析了陷落柱的发生、发展及停止的过程,并用有限元方法验证了以上理论分析.

地震纵横波时差耦合作用的斜坡崩滑效应研究

多次典型地震的灾后实地调查都表明震中附近的竖向地震力作用十分明显,而传统的斜坡动力响应分析仅考虑了水平地震力的作用。文中运用离散元数值模拟技术,对震中附近的斜坡体在具地域性和空间非均质性的地震纵横波时差耦合作用下产生崩滑破坏的动力全过程进行了研究,确定了地震动力作用触发的震中附近斜坡体崩滑破坏的形成机制及主控因素。研究表明:对于地震作用下震中附近的斜坡体崩滑破坏,由于纵横波作用的时间差较短,其崩滑形成机制多为受地震纵横波的耦合作用,即竖向周期拉压与水平周期剪切的耦合作用,在此基础上又以纵波的竖向拉伸作用占优,即表现为拉剪破坏形式;此外,在地震构造组合机制、岩体结构与构造、斜坡岩体风化程度及物理力学参数等因素既定的情况下,地震力作用(即地震纵波的周期拉压和地震横波的周期剪切耦合作用)是诱发斜坡体产生初期崩滑破坏的主控因素,而斜坡所处地形(如高程差、沟谷延伸方向)则是促使破坏后的斜坡体形成后续碰撞解体及碎屑流等运动过程的控制诱发因素。

川西108国道高位崩塌成因与运动特征

2007年5月25日于川西108国道某段发生的高位崩塌造成了重大人员伤亡和财产损失。综合地质调查、三维激光扫描技术、爆破振动效应分析以及历史崩塌与降雨关系的统计分析,得出了地形高陡、岩体破碎及降雨诱发等是崩塌产生的主要原因,爆破振动对其也有轻微间接影响。根据边坡形态及塌落高度,运用运动学原理及能量法还对崩塌体的撞击速度及冲击力进行了计算分析。

崩岗侵蚀的成因机理研究与问题

现有研究成果表明:疏松、深厚的基岩风化壳(尤其是花岗岩)是崩岗发育的物质基础,花岗岩内各种节理、裂隙存在形成大量的软弱结构面,使土体在重力作用下极易产生崩岗;降雨是崩岗侵蚀的重要诱发因素,它产生地表径流,引起冲刷,同时还通过入渗,增加土体自重和降低抗剪强度而促进崩岗发育;崩壁侵蚀量的测定是采用常规方法或航片结合常规调查的方法进行。由于这些研究未能明确崩岗侵蚀的主导岩土特性及随土壤含水量变化的规律,尤其是未能测定瞬时崩壁侵蚀量,导致成因机理的深入研究受到限制。为此,作者提出采用无棱镜全站仪测量瞬时崩壁侵蚀量,通过钻探方式获取自然地理条件相似的崩岗密集区与非崩岗区的岩土体,提炼主导岩土特性及与降雨的关系,进一步探讨崩岗侵蚀的成因机理。

硬脆性泥页岩地层井壁稳定性研究

北部湾盆地流沙港组属于典型硬脆性泥页岩地层,地层层理、微裂缝发育明显,非均质性强,钻井过程中易引发井下复杂情况和事故。基于页岩理化室内实验结果及力学参数,根据页岩水化分析结果和页岩破坏准则,建立了井壁稳定力化耦合模型。实例验证及影响因素分析结果表明:本文建立的井壁稳定力化耦合模型能更准确预测地层坍塌压力分布;层理面的存在会显著增加地层坍塌压力当量密度,不同层理产状使得坍塌压力分布更为复杂;当硬脆性泥页岩与流体作用时,岩石强度下降且层理面受水化影响更为明显,从而导致坍塌压力上升,尤其清水作用后地层坍塌压力上升幅度明显高于钻井液作用。本文研究结果可为泥页岩地层井壁稳定性研究提供参考。

松散黄土堆积层下煤矿采空区地表塌陷形成机理

基于现场调查和室内测试,研究了青岛—兰州高速公路邯郸至涉县段沿线采空区地表塌陷特征,探讨了松散黄土堆积层下采空区地表塌陷的形成机理。研究结果表明:采空区地表塌陷表现为塌陷坑、地裂缝和沉陷盆地,分布规律不明显,塌陷明显滞后于煤层回采;地表塌陷形成的主要原因是由于煤层埋深浅,"两带"高度可直达地表,而上覆松散黄土层结构构造独特,具有一定的结构强度,因而不会立即垮落,在松散层内顺黄土垂直节理先形成拉裂缝,而后在地表水流作用下发生潜蚀、淘蚀,裂缝进一步扩大延伸而形成塌陷坑。