危岩崩塌灾害作为我国西南山区常见的一种地质灾害类型,具有突发、快速、强致灾等特点。通常认为陡坡危岩体下有存在较厚的软弱岩层时,崩塌的可能性更大。在灰岩地区,危岩结构面较砂岩地区更复杂。深入分析灰岩地区危岩的形成与破坏机制,有助于推动治理灰岩地区危岩崩塌和相应学科的发展。本文针对灰岩地区基座软化型危岩开展研究,利用地貌学、断裂力学、浸泡软化的三轴试验及模型试验,取得的成果如下:(1)以南川甑子岩为地质背景,查明了灰岩地区危岩形成的地质环境及形成因素;通过地貌演化理论揭示了灰岩地区由陡崖形成至危岩破坏的五个阶段;分析了灰岩地区具有类砌体结构危岩的结构面特征及形成因素;由此概化出灰岩地区具有软弱基座及复杂结构面特征的危岩地质模型。(2)基于基座软化型危岩地质模型,建立了相应的断裂力学模型,认为灰岩地区危岩主控结构面的断裂扩展形式主要为压剪断裂和拉剪断裂,推导了其断裂力学表达式、破坏判别式及其与工程应用的直线型判据相比较的贡献率表达式;通过算例分析表明此类危岩的断裂破坏由主控结构面上、下两端开裂贯通诱发,上部裂缝在暴雨工况下扩展明显,下部裂缝将加剧主控结构面的贯通;考虑了下部裂缝的危岩断裂稳定性计算更加真实、敏感。(3)依据基座软岩的矿物含量及施工建议配合比为水泥:中砂:水:粘土=1:4.27:0.83:0.59,配置了模拟软岩强度的水泥砂浆试块;依托室内三轴试验,开展干湿循环条件下基座软岩三轴试验研究,分析各工况下应力应变曲线变化规律;得到轴向抗压强度、抗剪强度c、?等力学特性参数随浸泡时间和干湿循环次数的劣化规律;实验表明,软岩破坏具有典型的塑性破坏特征,随着围压和干湿循环次数的增长,塑性特征趋于明显;干湿循环过程对粘聚力的衰减影响更大,粘聚力对水岩相互作用更为敏感。(4)基于灰岩地区危岩地质模型和模拟软岩配比,制作了基座软化型危岩小尺度试验模型,开展了危岩软弱基座浸水软化试验。测量在不间断浸水作用下软岩基座随浸水改变的应变值,危岩基座的浸水软化过程可分为快速软化阶段、软化过渡阶段和软化稳定阶段。认为危岩体在自重作用与软岩浸水软化效应的叠加下加剧了主控结构面拉裂缝的扩展,危岩体将产生具有下倾滑移的破坏趋势。(5)开展基座软化型危岩试验模型的危岩失稳破坏试验。试验表明,裂隙水压力对主控结构面上部裂缝的开裂起促进作用,减少基座受压区扩大岩腔深度加剧了危岩体的失稳。危岩破坏过程经历整体倾倒失稳阶段、解体滑移阶段、二次解体阶段三个阶段,破坏时具有倾倒-滑移耦合的形态特点。对基座软化型危岩破坏全过程的加速度时程曲线分析,获得了全过程的三次峰值加速度;危岩解体坠地前呈现由危岩顶部至底部加速度渐增的趋势,解体坠地后呈现由危岩顶部至底部加速度渐减的趋势。