滚石灾害防治方法浅析

随着人类活动的广度和力度不断加大,多山地带的滚石问题越来越突出,致使有关滚石灾害及其防治方法的研究也逐步得到重视。总体而言,滚石灾害的防治方法可分为主动防护和被动防护两大类,可应用于不同的滚石灾害环境。对各类滚石灾害防治方法进行简单介绍之后,作者分析了各方法的应用范围和适用条件。     

基于碰撞模型的斜坡滚石颗粒速度预测

滑坡滚石灾害是西部山区常见的地质灾害类型,具有突发性和随机性强的特点,是山区地质灾害预测和防治工作的重点和难点.本文基于颗粒接触理论,考虑影响斜坡滚石碰撞过程中的随机因素,建立了用于预测斜坡滚石颗粒碰撞后速度的理论模型.根据冲量及冲量矩定理建立滚石颗粒碰撞基本方程,得到斜坡滚石颗粒碰撞后反弹速度的解析解.结果表明:斜坡滚石碰撞后反弹速度的解析解包含了坡角、坡体上被碰颗粒速度以及角度、入射速度和角度以及撞击角度等随机因素;当考虑入射滚石颗粒与坡体上被碰颗粒的撞击角度变化时,模型预测结果与试验结果吻合较好;本文进一步预测了滚石颗粒碰撞后颗粒反弹线速度和角度以及反弹旋转角速度的概率分布情况.结果显示,反弹颗粒速度和角度以及反弹旋转角速度的概率分布均服从高斯分布;当坡体上被碰颗粒速度和坡角发生变化时,其对反弹颗粒速度和角度以及反弹旋转角速度概率分布定性上没有影响,但是对概率分布的中心参数有显著影响.     

基于碰撞模型的斜坡滚石颗粒速度预测

滑坡滚石灾害是西部山区常见的地质灾害类型,具有突发性和随机性强的特点,是山区地质灾害预测和防治工作的重点和难点. 本文基于颗粒接触理论,考虑影响斜坡滚石碰撞过程中的随机因素,建立了用于预测斜坡滚石颗粒碰撞后速度的理论模型. 根据冲量及冲量矩定理建立滚石颗粒碰撞基本方程,得到斜坡滚石颗粒碰撞后反弹速度的解析解. 结果表明:斜坡滚石碰撞后反弹速度的解析解包含了坡角、坡体上被碰颗粒速度以及角度、入射速度和角度以及撞击角度等随机因素;当考虑入射滚石颗粒与坡体上被碰颗粒的撞击角度变化时,模型预测结果与试验结果吻合较好;本文进一步预测了滚石颗粒碰撞后颗粒反弹线速度和角度以及反弹旋转角速度的概率分布情况. 结果显示,反弹颗粒速度和角度以及反弹旋转角速度的概率分布均服从高斯分布;当坡体上被碰颗粒速度和坡角发生变化时,其对反弹颗粒速度和角度以及反弹旋转角速度概率分布定性上没有影响,但是对概率分布的中心参数有显著影响.      

三维非连续变形分析方法碰撞分析及其应用

将具有完备动力学理论的非连续变形分析(DDA)方法应用于块体碰撞研究。基于三维DDA(3D DDA)方法,按时步输出块体碰撞过程速度变化和接触嵌入量,进而得到块体碰撞恢复系数、冲量、冲击力。以此为参考指标,采用斜抛、面-面对心等碰撞模型,验证3D DDA方法模拟块体碰撞的有效性,并将3D DDA方法应用于多米诺骨牌倾倒、滚石边坡成灾及防护等算例分析,探讨了多米诺骨牌倾倒机制、滚石启动及运动行为、滚石灾害防护方案。结果表明:多米诺骨牌间距越大,同一块体被碰撞时间越迟,其最终稳定时间也越迟,与下一块体碰撞的动能越大;滚石运动呈侧向平动及转动三维运动特征,每一次碰撞,均引起动能、轨迹或状态的显著变化;滚石拦挡设施弹簧刚度越大,越先达到最大冲击力,最大冲击力随弹簧刚度的增加而减小;可结合树木阻挡效应,耗散滚石动能,降低滚石飞跃高度,使滚石灾害减轻或控制在防护范围以内。     

两个值得关注的工程地质力学问题

岩体工程地质力学的问世 ,不仅推动了工程地质学科的发展 ,而且提高了解决实际工程问题的能力。在其发展过程中 ,新的研究课题不断地被提了出来。随着这些问题的解决 ,一些重要的理论、方法和技术将形成和逐步走向完善。作者认为以下两个工程地质力学问题值得我们关注 ,即边坡滚石机理和防治和工程地质力学综合集成理论和方法。     

四川省万县市滑坡群灾害灾情评估

地质灾害的全部过程可以概括为灾前孕育阶段、灾害活动阶段和灾后恢复阶段等三个阶段。对地质灾害灾情评估应包括对灾害灾情进行系统调查、统计、分析和评价等项工作,评估的重点是整个地质灾害形成过程中的灾害活动情况。本文以四川省万县市为例,在论述地质灾害灾情评估理论的基础上,对万县市的地质灾害～滑坡群进行了灾情的评估。     

基于GIS技术的地质灾害风险分析系统研究

地质灾害的社会经济属性决定了对其规律的研究应有别于传统的工程地质学研究 ,从社会属性方面来分析地质灾害具有更大的社会经济效益。地质灾害的危险性和受威胁对象的易损性是控制地质灾害风险评价的基本条件 ,对这两者的分析评价称作地质灾害危险性评价和社会经济易损性评价。GIS技术支持下的地质灾害风险分析代表着地质灾害研究领域的一个重要发展方向。经过多年研究 ,作者开发出了基于商业GIS软件的区域地质灾害风险分析系统 (RiskAnly)。本文介绍了该系统的设计思路、基本结构和工作过程 ,并利用此系统对我国全国范围的滑坡灾害进行了危险性分析、区域社会经济易损性分析和最终的风险评估。     

人为地质灾害和地质环境

本文论述了人为地质灾害的概念, 典型事例以及人为地质灾害与地质环境的相互关系。指出, 人为地质灾害是由于人类的工程经济活动而引起的地质灾害。人为地质灾害可导致地质环境恶化, 使环境质量下降；而地质环境恶化又可导致地质灾害的加重, 使灾害频度增大, 强度增高。     

区域地质灾害趋势预测理论与方法

区域地质灾害趋势预测对于国家土地资源的合理开发利用和制定减灾防治对策具有重要意义。本文总结了区域地质灾害三个层次评估的理论与方法, 即基于自然属性的地质灾害研究、基于风险分析的地质灾害研究和基于信息-决策支持系统的地质灾害研究。作者认为, 运用GIS技术, 将这三层次的评价方法结合起来, 是进行区域地质灾害趋势预测的有效途径。本文最后介绍了1∶600万全国地质灾害趋势预测图编制的思路与成果。     

汾渭盆地地裂缝成因研究中的若干关键问题

汾渭盆地是我国地裂缝发育最强烈的地区,地裂缝类型多样,成因复杂。本文概述了汾渭盆地地裂缝的分布规律,分析了目前汾渭盆地地裂缝成因研究中存在的主要问题,重点围绕构造型地裂缝的成因问题,提出如下研究思路:通过多学科联合手段,重点研究汾渭盆地地裂缝灾害的分布规律及其与活动构造的分布关系与成生联系,建立构造地裂缝的地质结构模型;将现代物理数值模拟技术与高精度观测技术相结合,分析研究构造活动启动地裂缝灾害的力学机理以及构造作用与抽水作用耦合致裂机理;以GPS观测资料为约束,将汾渭盆地地裂缝的成生与青藏、华北大陆变形的动力学过程联系起来,研究该区地裂缝与现今中国大陆动力学的内在联系,揭示大陆驱动力产生地质灾害的动力学机制与模式。     

巫溪南门湾危岩体稳定性分区研究

危岩体是影响人类生命财产安全与工程活动的自然地质灾害之一。对危岩体的勘察、稳定性评价与防治是地质灾害防治的研究难题。受危岩体复杂地质特征影响,南门湾危岩体由20余个危岩块体组成,其防治设计存在一定工程风险。本文通过分析岩体裂隙系统发育状况,在W6危岩单体稳定性研究的基础上,建立了赤平投影法评价危岩体稳定性的判断标准与南门湾危岩体的稳定性分区,提出了对应的防治措施建议。本文的稳定性研究具有一定的理论意义,对该危岩体的防治工程具有指导意义。     

汶川地震后四川省巴州区地质灾害特征研究

5•12汶川大地震震后，对四川省巴州区次生地质灾害应急调查表明，地质构造和地形地貌是巴州区地质灾害形成的主导因素，降雨是地质灾害的主要诱发因素。巴州区主要的地质灾害类型为崩塌和滑坡，其中崩塌的危害性较大。现场调查表明，巴州区崩塌地质灾害类型以岩质崩塌为主，滑坡地质灾害类型以残积层滑坡为主，主要分布在构造侵蚀中低山和侵蚀剥蚀桌状低山地貌区。5•12汶川地震对潜在的崩塌危岩体的稳定性有不良的影响。     

斜坡地质灾害的空间预测问题

结合典型实例阐明斜坡地质灾害的空间预测是灾害防治工作的前提条件与成败关键。继而讨论了“斜坡地质灾害空间预测”的内涵与工作程序,以及与斜坡稳定性评价预测相关的斜坡破坏型式,斜坡结构类型,斜坡破坏的环境条件和人类活动的影响等问题。在斜坡地质灾害空间预测的定义中,笔者将预测时段仅限于“工程年代”之内,且前提是保持现有斜坡结构和环境条件,以及可预料的人类活动影响;预测程序是先进行斜坡稳定性预测,然后再对稳定性差或较差的坡段进行灾害危险性(度)预测。关于斜坡破坏型式的划分,一是从它的影响范围和“量”与“质”的关系看都需重视其单次规模;二是要与斜坡的成因结构类型相结合,才能对现场地质调查与研究具有指导意义。为了展示斜坡的成因结构类型对稳定性的控制意义,本文提供了长江三峡工程库区和西部大开发中总结出来的碎屑岩和副变质岩斜坡的新类型系统,并对三类土质斜坡的典型结构特征和稳定性进行了简要比较。关于环境条件对斜坡稳定性影响的量化研究,笔者更看重多个非自体(非本坡段)天然模型观测和滑坡反算的成果。同时建议在全面准确的现场调研的基础上建立确定性地质模型并应用基础学科的相关原理进行单要素的量化分析和单元分析,以便进一步揭示斜坡变形破坏机理。     

与地下石油储备库有关工程地质问题研究现状和对策

我国将要兴建实施较大规模战略石油储备地下库面临一系列工程地质问题和挑战。为更好地服务于库址选择和规划,为工程设计和施工提供地质依据,本文在总结归纳已有工程实例和分类基础上,结合作者已经完成的两个石油战略储备基地选址评价,提出和分析了与地下油库有关工程地质问题及相应对策。     

汶川地震触发陕西省境内地质灾害灾险情特征

在实地调查、汶川地震震后次生地质灾害隐患排查成果的基础上,结合县市地质灾害调查数据,从灾情和险情两个方面,对汶川地震触发地质灾害灾险情的致灾灾险情、灾种、类型等特征进行了较系统的分析对比。进一步比较了陕西在汶川地震触发地质灾害受灾省份中的情况,并对地质灾害趋势做了初步预测。研究表明,灾险情集中分布在龙门山构造带向陕西境内的延伸部分,险情比灾情分布范围广。灾险情的灾种都以崩塌为主,其次为滑坡,地震对地质体的震动触发作用明显。机关学校是汶川地震触发陕西境内地质灾害的主要受灾对象。陕西受汶川地震触发地质灾害的灾险情轻于四川、甘肃,三省地质灾害震前均较为严重,地震触发地质灾害的影响具有长期性,未来陕西境内地质灾害发生的频率可能增大。     

岩体结构效应的综合反演分析

本文根据多点位移计现场测量的位移值，结合洞室开挖时一般性的变形规律和基本地质知识，探讨了反演推断洞室周围岩体结构的理论和方法，并且利用某一实际工程进行了验证。     

论地质灾害防治工程的地质观与工程观

概括前人的经验, 结合作者个人的实践, 本文较详细地讨论了地质灾害防治工程的地质观念与工程观念。提出地质观的核心问题是地质灾害体的变形破坏力学机理分析, 工程观观与工程观运用的最佳耦合。文中还讨论了超前预测的作用, 监测反馈与工程效果检验的关系, 以及地质工程师与设计工程师的关系等, 最后以链子崖危岩体防治工程为例进行了说明。     

滇西北巨厚劈理化带特征及对滇藏铁路的影响研究

通过滇藏铁路滇西北段活动断裂野外地质调查,发现并提出滇西北地区存在巨厚劈理化带,其空间分布和产状主要受区域活动断裂控制。从西藏盐井到云南丽江,按发育程度可划分为3个密集分布区,平面上呈右阶雁行排列。劈理化带的分布范围与正在规划中的滇藏铁路丽江—盐井段展布一致,其工程地质性质具有一定的特殊性和复杂性。野外调查和室内综合分析研究表明,滇西北地区劈理化带在沿线地质灾害、隧道涌突水、围岩变形和岩爆等方面对滇藏铁路工程具有重要影响。     

岩石压剪断裂过程中的超声波波谱特性研究

岩石破裂过程中的声发射特性不仅与岩石种类有关 ,而且与受到的载荷和破裂进展密切相关 ,岩石受载时的声发射波谱中含有大量与微断裂有关的信息。本文通过岩石压剪加载时峰值前的声发射波谱特性分析 ,探讨了岩石压剪时的微断裂机理 ,揭示了岩石在压剪加载不同阶段的波谱特性与岩石初始非线性、线性响应和临界裂纹扩展之间的相关关系。实验结果表明 ,声发射波谱参数的变化对岩石微断裂进展的响应比载荷本身更为敏感。这一结论为岩石边坡稳定性分析 ,岩爆预测和采矿工程的安全性评估提供了十分有意义的实验依据。