山房山危岩体稳定性分析、滚石运动特征及防治建议研究

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危岩体崩塌是一种严重的全球性的山地地质灾害问题。危岩体崩塌具有广泛性、快速性、隐蔽性、强致灾破坏性等基本特性。随着人类生存空间的不断扩展和工程建设的不断扩张,使落石崩塌灾害呈现出日趋严峻的趋势,对人类生命财产安全造成的威胁也越来越严重。因此正确、及时地对危岩体的形成因由、影响因素和发展条件、危岩体分类及变形失稳模式、危岩体的稳定性分析计算、崩塌落石的运动特征、崩塌落石工程防治措施进行研究,具有较高的学术价值和工程实践指导意义。本论文以韩国济州岛西归浦市山房山东南侧山体边坡危岩体为研究对象,以山房山东南侧山下环岛8号公路沿线(长度约700米的区间)为研究区域,在以下几个方面进行了系统深入的研究:(1)通过大量的现场调查和对前期资料的整理分析,认识研究区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、气候特征及植被特征等,了解研究区所处的特定工程地质环境条件,找出影响研究区产生危岩崩塌的主要影响因子,为后续的研究工作提供基础的研究信息。(2)使用现场勘查与三维激光扫描技术相结合的调查手段,统计山房山危岩体的分布范围、大小、数量、形态特征等。由于存在部分危岩体处在高陡边坡甚至是悬崖之上,人工勘察困难,三维激光扫描仪对危岩体分布范围进行三维激光扫描,可获得危岩体分布的空间三维数据,如危岩体的位置、高程、分布范围等,及一些主要危岩块体相应结构面特征,对山房山危岩体进行了详细的统计研究。对统计的危岩体的形成因素和发育特征进行分析,详细掌握了危岩体发育影响因素和变形失稳模式并对其分类。(3)对山房山危岩体的主要岩体结构面进行了统计,绘制了施密特等密度线图,并对三个研究区间ZONE1、ZONE2、ZONE3边坡岩体采用赤平投影法分析其稳定性。明确危岩体的物理力学参数、结构面特征和边界条件等,对重点危岩体运用离散元分析软件UDEC进行数值模拟,分析其在降雨条件下的稳定性。通过对危岩体在裂隙水作用下的影响模拟,说明在持续降雨或暴雨条件下,危岩体中裂隙水不断渗透,使得主控结构面扩张,危岩稳定性降低发生位移,进而会导致落石灾害发生。对于危岩体稳定性的分析与模拟,为以后进行对于危岩体监测及预警预报提供参考依据。(4)运用Rockfall数值分析软件,建立研究区内的崩塌落石的运动模型,模拟落石运动轨迹,滑落距离、冲击能量等,可确定危岩体的最远滚落位置,危害范围和到达公路时的冲击能量,为后续的防护措施提供依据。(5)对危岩体的各类防护体系:主动防护体系、被动防护体系和主动-被动联合防护体系进行阐述,提出针对山房山危岩体相应的经济有效的防护治理建议,如修筑公路防护落石棚、采用SNS柔性防护体系等。
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