伊阿铁路霍拉山越岭段工程地质遥感解译与分析

伊阿铁路霍拉山越岭段地形切割强烈、地质环境复杂,部分区域为无人区,道路不便,现场勘察工作难度极大。本文利用多源遥感数据,通过对越岭段区域的断裂构造、不良地质、煤炭采空区等开展全面的解译提取分析,准确获取各类地质要素发育的位置、规模、展布形态等关键信息。结合重点区现场勘察,提出线路需尽量大角度垂直穿越区内NWW—近EW向断裂延伸区,合理避让连续危岩落石区、大型滑坡体,绕避或采用隧道工程通过风蚀垅岗、风蚀残丘地貌区,远离煤炭采空区以及由其引起的塌陷区等重要参考意见和建议。研究成果可有力支撑现场勘察以及线路方案的比选确定工作,充分发挥遥感技术独特的“天眼”优势,具有重要的理论以及实际意义。

基于固有频率的错断式坠落危岩体稳定系数计算模型

错断式坠落危岩体的安全稳定程度受后缘裂缝深度控制,基于静力学的稳定系数计算可得到后缘裂隙深度临界值,但静力学计算方法无法得到裂隙深度的实时变化。基于修正Timoshenko梁建立岩梁动力学方程,结合动力基础半空间理论对岩梁的约束刚度及边界条件做深入分析,得到不同裂缝深度条件下危岩体固有频率理论解析。基于数值计算验证固有频率算法的正确性,并得出结论:随裂隙深度增大,固有频率不断降低,固有频率对危岩体后缘裂隙深度变化较为敏感,根据危岩体的固有频率值可反算危岩体后缘裂隙深度。基于固有频率与危岩体后缘裂隙深度之间的关系建立错断式坠落危岩体稳定系数计算模型,并采用室内试验进行验证,得出结论:危岩体固有频率与其后缘裂隙深度近似为负线性相关。基于固有频率的错断式坠落危岩体稳定系数计算模型可为危岩体自动化监测提供有益借鉴。

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。

渝利铁路绿春坝隧道危岩体整治防护设计

以渝利铁路绿春坝隧道陡坡危岩体为例,通过现场调研得到危岩体发育特征及其稳定性,进行现场滚石试验,然后采用ROCKFALL软件对危岩落石滚落轨迹及能量分布进行数值模拟。根据数值分析结果采取分区清除、分级防护、拦石墙与消能措施相结合的综合处理措施。

引导式防护网在榆林地区危岩崩塌治理中的应用

陕北榆林地区岩质边坡多发育在二叠系、三叠系及侏罗系的砂岩、泥岩地层。山体崩塌落石因具有体积小、面积广、不易察觉、难以清除,以及突发性及持续性等特点,日益成为威胁人们生命财产的重大安全隐患。文章阐述了榆林地区危岩崩塌的特征,概述了引导式防护网的分类和特点,并研究了引导式防护网在榆林地区危岩崩塌治理中的具体应用,以供参考。

防治危岩落石桥梁棚洞一体化结构设计防护能级划分标准研究

基于铁路工程建设运营安全需求,尤其是中西部山区危岩落石易发的实际情况,分析国内外防治危岩落石防护柔性和刚性棚洞应用现状,对比防护网、明洞、棚洞不同结构类型情况下防护方式的防护能级范围,梳理目前国内铁路典型棚洞设计能级指标实际,针对桥梁棚洞一体化结构特点、常见落石计算防护能级和200、500、1000 kJ 3种防护能级在主梁、棚洞使用钢筋、混凝土用量的经济性比较,提出我国铁路工程防治危岩落石桥梁棚洞一体化结构设计防护能级划分标准建议。

危岩崩塌运动分析及Rockfall数值模拟分析比较研究

边坡危岩崩塌是一种危害性极大的地质灾害,本文通过落石的运动轨迹,根据牛顿运动定律和能量守恒定律,分析总结了落石的运动速度及落石的撞击能量,最后再利用rockfall软件进行计算比较,为边坡防护提供科学合理的防护形式。

危岩体精细调查与崩塌过程三维场景模拟——以西南某水电站高边坡为例

西南山区水电站两侧陡峻边坡发育有大量危岩体,危岩体滚动滑落、崩塌掉块等现象给电站的大坝、主要建筑物、厂房、道路、支护边坡等的正常运营带来了很大影响。现阶段针对危岩崩塌灾害的预测和防护多是忽略危岩体空间几何形状的二维Rockfall方法和人为截取优势剖面,但实际落石为三维运动,其威胁区域为一个地理上的三维空间。鉴于此,以西南某水电站危岩体隐患排查结果为基础,采用现场调查,机载LiDAR遥感测量技术和无人机倾斜摄影技术,获取研究区高精度的激光雷达点云数据,构建精细危岩体模型和真实三维实景模型,进行历史崩塌落石分布特征、岩体结构产状及崩塌源区危岩体特征和危岩体失稳模式的分析,结合Unity3D三维落石分析方法进行危岩崩落后的运动特征模拟,实现危岩崩落的运动路径及在不同位置上的弹跳高度、冲击能量和滚落区域等参数的获取。结果表明:水电站右岸危岩区块一典型危岩体的弹跳高度最大可达7.92 m,影响范围约145 m,多滚落至大坝,已设置多级被动防护网,不会对电厂内重要设施构成威胁,右岸危岩区块二发育的危岩体崩落后,落石影响范围约为120 m,部分落石会沿着公路护坡滚动到道路上,可能威胁交通要道;左岸危岩区块一发育典型危岩体体积巨大,稳定性差,其崩落后最大弹跳高度可达9.02 m,最终会落入水库蓄水区;左岸危岩区块二危岩分布密集,数量多,崩落后影响范围约为380 m,但受坡表植被茂密的影响,多数落石停积在坡表,对行人车辆有一定的威胁。相关研究成果可为类似水电设施危岩体隐患识别与落石运动模拟提供一定的参考。

池黄高速铁路隧道高陡边坡危岩落石防护方案研究

池黄高速铁路(池州—黄山)磨盘尖1号隧道进口边坡存在孤石,岩体节理裂隙发育,存在落石隐患。利用有限元软件对体积为0.5、1.0、1.5 m^(3)的落石运动轨迹进行模拟,确定了落石的冲击能量、弹跳高度、冲击速度及落点范围。结合主、被动防护方式的特点,提出四道落石防护方案,即洞口上部难以清除危石进行主动加固、洞门右侧落石采用张口式引导网、隧道仰坡增设拦石墙+被动防护网、隧道进口增设棚洞接长。对钢筋混凝土棚洞和柔性棚洞两种棚洞接长方案进行比选,钢筋混凝土棚洞方案较优。经数值模拟验算,钢筋混凝土棚洞下部三柱式门式墩和双柱式门式墩盖梁部位各项受力均满足规范要求。

回采巷道冒顶隐患级别分析

针对回采巷道内高冒顶风险区域无法及时发现、辨别的难题,建立了顶板岩层稳定跨距判别公式,结合现场工程实践,分析在考虑多影响因素的条件下,不同岩性、结构组合的顶板岩层稳定性,得出巷道冒顶隐患级别区划。结果表明,同一巷道不同区域冒顶隐患级别不同,以稳定岩层层位作为划分顶板冒顶隐患级别的指标分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4级;试验巷道顶板的整体稳定性属中等,以Ⅱ级区域为主,占巷道长度的77.76%,冒顶隐患级别最高Ⅳ级区域位于巷道668—740 m间,占9.47%,该段发生冒顶事故的概率较高,属于需要进行重点监控的区域。

浅部岩层冒顶隐患级别的数值模拟研究

为了找出浅部岩层类型与巷道顶板冒顶隐患级别的关系,采用RFPA软件,模拟不同类型岩层条件下的顶板岩层变形破坏特征。结果表明:浅部岩层的强度指标决定了巷道破坏范围,直接影响到巷道冒顶隐患级别,冒顶风险按照软—韧型、软—脆型、中硬—韧型、中等强度—中等刚度型、硬—韧型、硬—脆型岩层的次序降低;岩层刚度决定了顶板岩层的破坏形态,对冒顶隐患级别的影响权重小于岩石强度;对浅部岩层为硬—韧、硬—脆型顶板采用单一的锚杆支护即可保证巷道不发生冒顶事故。

危岩带扶壁式拦石网计算方法及应用

山区道路危岩减灾成为保障山区道路工程建设和山区交通安全的重要问题。拦石网是近年来应用于山区公路危岩带治理的柔性防护系统,但缺乏完备的治理工程计算方法。将扶壁式拦石网的计算模型概化为失稳危岩只引起一个网格的4根锚杆产生拉力。基于偏心拉伸模型和系统宏观等效机制推导扶壁式拦石网计算方法,获得扶壁式拦石网锚杆在该模型下拉力计算公式。选取重庆万州首立山危岩W26进行工程算例分析,验证该计算方法的工程实用性。

卜寺沟水电站库坝址区坠落式危岩体稳定性评价

卜寺沟水电站库坝址区有29处坠落式危岩体,为此选择左坝肩边坡ZBJ-07典型坠落式危岩体为研究对象,针对该危岩体工程地质条件,从定性角度采用赤平投影图解法初步判断可能的失稳破坏区域,再从定量角度采用悬臂梁理论找到该危岩体破坏的最危险点,进而评价出自然状态、暴雨及地震状态下的ZBJ-07危岩体均处于不稳定状态。采用与ZBJ-07坠落式危岩体相同的方法评价了另28处坠落式危岩体。结果表明,卜寺沟水电站库坝址区坠落式危岩体有8处基本稳定,可不处理;21处不稳定或欠稳定,应予以清除。

基于块体理论的三山岛金矿采场顶板稳定性分析

通过对三山岛金矿新立矿区的典型采场进行现场调查及部分冒顶位置现场勘察,发现采场顶板冒顶破坏的形式主要表现为一种"倒三角形式"的破坏,即顶板受节理构造影响存在危岩体。为了解决这一顶板冒顶问题,对采场岩体结构和力学性质进行研究就显得尤为重要。在现场调查研究的基础上,通过应用块体滑动理论,分析危岩体所处开挖面及不连续面构成一共点图案,临空锥所在的那一部分称为判断面,搜寻判断区外的切割锥,分析巷道顶板块体滑动的模式和安全系数,为巷道设计提供理论依据和技术支撑,以保证矿山安全生产。

钢筋混凝土桥梁棚洞一体化结构研究

传统的危岩落石防护棚洞构造简单、适用,但存在自重大、陡峻山坡施工不便、设置范围受限等缺点。研究从轻质高耗能缓冲材料入手,通过试验及数值模拟分析选定合理的缓冲层结构;通过大比例尺落石冲击模型试验,归纳总结冲击能量与冲击力的转化关系;在上述研究成果基础上,研发了新型钢筋混凝土桥梁棚洞一体化结构。

天津市蓟州区下营镇典型危岩基本特征及稳定性分析

近几年来,天津市蓟州区下营镇由于受到强降雨影响,发生了许多次生地质灾害,其中70%以上为岩石崩塌地质灾害。本文以蓟州区下营镇某地崩塌危岩体为研究对象,对危岩体的地质环境条件、特征及稳定性进行了分析,并提出防治措施。研究认为:在3种工况下,危岩体W_(1)均处于不稳定状态,W_(2)处于稳定状态,和地质调查以及定性分析的结果一致;研究区采用“清除孤石、危岩+坡面清理+坡脚挡墙+被动防护网+主动防护网”措施进行治理。

高速铁路危岩落石加固防护设计综述

高铁运行速度快,若遇危岩落石上道,将会严重危及行车和生命安全,造成不可挽回的损失。随着山区高铁的飞速发展,工程技术人员对危岩落石越来越重视,在高铁建设过程中,危岩落石的加固防护经常成为关注的焦点。为了给今后的设计提供指导,系统总结了危岩落石的加固防护设计技术,研究表明:危岩落石加固防护设计应贯穿勘察设计的各个阶段,总体上应遵循先勘察、后设计,个别设计和动态设计的原则。

北京雁栖镇典型危岩基本特征及稳定性分析

本文以北京市怀柔区雁栖镇研究区崩塌体为研究对象,通过现场调查和岩块试验检测,查明了崩塌体的基本特征。采用赤平投影分析法,对崩塌危岩带整体稳定性进行定性分析;运用极限平衡法,针对不同工况条件,对单体危岩崩塌进行定量评价。在此基础上,提出了具有针对性的治理措施。研究结果表明:(1)研究区内崩塌隐患点所在斜坡危岩带基本处于不稳定状态;(2)单体危岩W1、W2、W3在自重+裂隙水压力(天然状态)工况条件下,稳定系数1.02~1.17,均处于欠稳定状态;在自重+裂隙水压力(暴雨期间)工况条件下,稳定系数0.82~0.98,均处于不稳定状态;在自重+裂隙水压力(天然状态)+地震力工况条件下,稳定系数0.72~0.83,均处于不稳定状态。(3)提出的以清理危岩为基础,“主动+被动防护网”的综合工程治理措施在北京地区是可行的。研究成果可以作为北京地区开展崩塌灾害工程治理的参考。

西安至十堰铁路危岩落石发育特征及防护措施

研究目的:西安至十堰铁路主要以隧道穿越秦岭山脉中低山区,隧道通过区危岩落石较为发育,本项目在勘察设计中在进行大面积地质调绘的基础之上,对危岩落石发育严重程度进行分级处理,并对危岩落石发育严重的隧道口采用Rockfall进行分析,从而为设计提供详细的地质依据。同时结合隧道工程设置,为设计提供较为合适的明洞防护方案。研究结论:(1)对秦岭山区危岩落石,依据地形地貌、地层岩性、水文地质条件等因素进行分区,综合评价该区域危岩落石发育特征,为地质选线提供了可靠的地质依据;(2)提出了危岩落石的分级评价依据,并对全线隧道口危岩落石发育程度进行定性评价;(3)结合定性评价结果,对危岩落石发育严重的隧道口采用Rockfall软件模拟不同工况下对明洞的影响程度,确定明洞的接长长度,并提出防护建议;(4)结合Rockfall软件模拟结果,对危岩落石发育严重的隧道口进行了明洞方案设计,为隧道防护提供了可靠的理论依据,对类似山区铁路隧道工程防护设计具有一定的指导意义。

谈宝成线下行K425危岩成因及稳定性分析

通过地质勘察,介绍了宝成线下行K425危岩体的形成原因与诱发因素,并采用赤平投影法,分析了该危岩体的稳定性,研究判断了落石的运动模式,初步提出了危岩体的防治措施。