高陡边坡危岩带稳定性分析及滚石运动特征研究——以乔家院子危岩带为例

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深切峡谷地貌的高陡边坡以其深切割、强卸荷、大坡度和多危岩而著称。高陡边坡危岩带的发育受多种因素的影响,传统的危岩带评价方法并未完全考虑多因子、多指标控制下的危岩带发育特征,并未在全面的条件下评价危岩带稳定性,因此,文章建立了高陡边坡边坡危岩带稳定性多因子评价系统,显得十分必要。高陡边坡滚石的最终运动速度与弹跳高度与诸多因素有关,不同的坡面形态、不同的滚石特征、不同的缓冲垫层等都对其坡面运动方式与最终运动距离有很大的影响。因此,在特定的工程条件下选择不同坡面不同几何特征的滚石基于现场调查运用适当的模拟软件对高陡边坡的滚石运动特征、运动参数以及滚石冲击强度进行模拟研究,在总结影响滚石运动特征的影响因素的基础上对根据各影响因子对滚石运动特征的影响程度对滚石危险程度进行综合评价,对今后类似工程地区的滚石运动特征研究具有指导意义。  本文以乔家院子高陡边坡危岩带为典型案例,通过对危岩带发育特征与滚石运动特征的研究,基于危岩带多个发育影响因素,建立了高陡边坡危岩带多因子评价系统。同时,通过现场落石调查和模拟危岩失稳后滚石的运动特征,分析研究了高陡边坡滚石的运动特征影响因素。取得的主要成果如下:  (1)根据前人资料以及工程现场勘查,查明了乔家院子高陡边坡危岩带的地质环境条件,为研究危岩带的稳定性及滚石运动特征提供了基础地质与环境依据;  (2)通过相应的勘察手段对乔家院子危岩带的基本特征进行了现场调查,查明了乔家院子危岩带主要发育于二埂崖及顺河乡安置点后山的陡崖上,危岩体零星分布,多组裂隙切割,临空条件较好,主要以倾倒式及坠落式的失稳模式为主,影响危岩形成的主要因素为地形条件、岩体的结构、降雨等。通过分析危岩带的发育特征、变形破坏特征、典型危岩体特征以及危岩带的形成机制和影响因素,为进一步研究危岩带的稳定性和滚石特征提供依据;  (3)在对不同失稳模式的单个危岩体进行整体稳定性定性评价及定量计算的基础上,通过工程实际情况提出了影响危岩带整体稳定性的包括危岩带变形破坏现状(C1)、岩性及岩体结构(C2)、地形及临空条件(C3)、危岩受外界作用的强度(C4)、降雨作用(C5)、地震作用(C6)的多个因素指标,同时在对各个指标强度打分的基础上通过层次分析法对各指标进行了权重赋值,最终建立了一套高陡边坡危岩带稳定性程度等级评价系统,并对乔家院子危岩带稳定性进行了相应的评价。;  (4)在对工程现场滚石运动特征与运动结果调查的基础上,通过rockfall软件对不同形态滚石在不同坡面运动的速度、弹跳高度和对拟设工程的冲击能量进行了模拟,同时计算了滚石运动对拟设工程或威胁对象区域的弹跳高度、运动速度和运动冲击力等参数,同时提出了影响滚石坡面运动的坡度、坡形、下垫面、坡高、崩塌体的质量、岩性条件、形状等因素,并对各因素强度进行了分析评价。  (5)高陡边坡危岩带的发生崩塌灾害是一个危岩体失稳→滚石运动的“链式效应”,单独分析评价一个方面是不合理的,需在稳定性评价的基础上结合滚石坡面运动特征以及威胁对象来评价该危岩带的危害程度。
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