摘要 地震作用下巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性問題是當(dāng)前巖質(zhì)邊坡工程學(xué)研究的熱點問題之 一。我國是個多地震的國家，歷史上曾發(fā)生過多次強烈地震，地震引起的邊坡失 穩(wěn)屢見不鮮。本文在國內(nèi)外研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合重慶交通科研設(shè)計院承擔(dān)的重 慶市“巖石楔形體三維動力穩(wěn)定分析與處治”項目，對危巖動力穩(wěn)定性進(jìn)行研究， 主要包括以下幾個方面的內(nèi)容： 1 、危巖形成條件與影響因素研究 從危巖發(fā)育著手，把危巖發(fā)育的影響因素分為內(nèi)部因素和外部因素；分析了 地震力和危巖主控結(jié)構(gòu)面參數(shù)的經(jīng)驗計算方法。 2 、危巖動力穩(wěn)定性分析 本文應(yīng)用靜力解析法、赤平極射投影法和f l a c 3 0 數(shù)值模擬法，分析某危巖楔形 塊體在重力、地震力和裂隙水壓力作用下的動力穩(wěn)定性。通過f l a c 3 0 數(shù)值模擬得出 如下結(jié)論：在地震作用下，危巖楔形塊體失穩(wěn)破壞首先從危巖主控結(jié)構(gòu)面發(fā)生； 地震引起的加速度在危巖楔形塊體和巖質(zhì)邊坡上各點不同。 3 、模擬危巖的下落路徑 應(yīng)用r o c f a l l 軟件模擬危巖下落路徑，通過數(shù)值模擬確定危巖下落路徑的關(guān) 鍵參數(shù)，從而為危巖的防治設(shè)計提供依據(jù)。 4 、危巖的防治技術(shù)研究 結(jié)合危巖的防治原則和對危巖發(fā)育條件的分析，把危巖的防治技術(shù)分為主動 防治、被動防護(hù)和災(zāi)害預(yù)警3 種類型。 關(guān)鍵詞：巖質(zhì)邊坡；地震；動力分析；f l a c 3 0 ；穩(wěn)定性計算；危巖 a b s t r a c t t h es t a b i l i t yo fr o c ks l o p e su n d e rt h ea c t i o no fe a r t h q u a k ei so n eo ft h eh o tt o p i c s i ns l o p ee n g i n e e r i n g o u rc o u n t r yi sm o u n t a i n o u sa n ds e i s m i c t h e r ew e r em a n ys 仃o n g e a r t h q u a k e sh a p p e n e di nh i s t o r y s l o p e f a i l u r ed u r i n ge a r t h q u a k et h a ti sc o m m a n o c c u r a n c e r e c e n t l y , r e c o g n i t i o no fd a n g e r o u sr o c kh a z a r dh a sb e e nf o c u s e do na n d p l e n t yo fr e s e a r c hg a i n e ds o m ea c h i e v e m e n t s o nt h eb a s eo fr e s e a r c hp r o d u c t i o nt h i s p a p e rs t u d yd y n a m i ct h es t a b i l i t yo fw e d g e - s h a p e dp e r i l o u sr o c k ，w h i c hc o m b i n e s w i t h t h e p r o j e c t “t h et r i d i m e n s i o nd y n a m i cs t a b i l i t ya n a l y s i sa n dd i s p o s i t i o no ft h e r o c k w e d g e s h a p e db l o c k b yc h o n g q i n gc o m m u n i c a t i o n sr e s e a r c h & d e s i g ni n s t i t u t e t h e m a i ns t u d yc o n t e n t sw e r er e p r e s e n t e da sf o l l o w s ： f i r s t l y , r e s e a r c ho nt h ef o r m a t i o nc o n d i t i o na n di n f l u e n c i n gf a c t o r so ft h ep e r i l o u s r o c k a c c o r d i n gt om e c h a n i s mo fu n s t a b l er o c k , a u t h o rc l a s s i f i e d t h ef o r m a t i o n c o n d i t i o n a n da n di n f l u e n c i n gf a c t o r sr e l a t e di n t e r n a lf a c t o r sa n de x t e r n a lf a c t o r s e m p i r i c a l c o m p u t a t i o no fs e i s m i cf o r c ea n dc o n t r o lf i s s u r ei nu n s t a b l er o c k w e r ea n a l y z e d s e c o n d l y , r e s e a r c ho nd y n a m i ca n a l y s i so fp e r i l o u sr o c k o nt h eb a s eo fq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s t l l i sp a p e rc a l s s i f i e dd y n a m i c a n a l y s i sc o m p u t a t i o no fp e r i l o u sr o c k ，w h i c hm a i n l yi n c l u d ea n a l y s i so fe n g i n e e r i n g g e o l o g y , c o m p a r e di d e n t i f i c a t i o nm e t h o d ，s t a t i cf o r c ea n a l y t i c a lm e t h o d ，n u m e r i c a l s i m u l a t i o nm e t h o d r e l i a b i l i t ym e t h o da n dm o d e lt e s tm e t h o d t h ep a p e rd e t a i la n a l y z e d s t a t i cf o r c ea n a l y t i c a lm e t h o da n df a s tl a g r a n g i a na n a l y s i so fc o n t i n u a t 1 1 i sp a p e ru s e d f l a c 3 ds i m u l m i n gt h ed y n a m i ca n a l y s i so ft h ep e r i l o u sw e d g e s h a p e dr o c k ，w h i c h c o m et ot h ei m p o r t a n tc o n c l u s i o nt h a tt h ep e r i l o u sr o c kd e s t r u c t sf r o mc o n t r o lf i s s u r ei n u n s t a b l er o c k , a c c e l e r a t i o no fs e i s m i cf o r c eo ng r i d p o i n ta r ed i f f e r e n ti 1 1r o c km a s ss l o p e a n dp e r i l o u sr o c k t 1 1 i r d l y , s i m u l a t et h ef a l l i n gp a t ho fp e r i l o u sr o c k t m sp a p e ru s e dr o e f a l ls i m u l a t i n gt h ef a l l i n gp a t ho fp e r i l o u sr o c k ，w h i c hc a m et o t h ei m p o r t a n tc o n c l u s i o nt h a tc a l ld e t e r m i n ed i s a s t e rr e g i o n ，t h u sw h i c hc a np r o v i d e e v i d e n c ef o rp r e v e n t i o nm e a s u r e s f o u r t h l y , r e s e a r c ho nt h ec o n t r o lt e c h n i q u e so fp e r i l o u sr o c k c o n t r o lt e c h n i q u e so fp e r i l o u sr o c kc a nc l a s s i f yt h r e et y p e s ，a c t i v em e t h o d s ，p a s s i v e m e t h o d sa n dd i s a s t e rw a r n i n g ，w h i c hc o m b i n e dw i t hp r e v e n t i v ea n dc o n t r o l l i n g p r i n c i p l ea n da n a l y z e dt h ef o r m a t i o nc o n d i t i o no ft h ep e r i l o u sr o c k k e yw o r d s ：r o c km a s ss l o p e ； s t a b i l i t yc a l c u l a t i o n ；p e r i l o u sr o c k e a r t h q u a k e ；d y n a m i ca n a l y s i s ：f l a c 3 d ； 重慶交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究 工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人 或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體， 均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名：虢 日期：7 加勺年年月；日 重慶交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向 國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)重 慶交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮 印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所將本人 學(xué)位論文收錄到中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行信息服務(wù)( 包括但不限于匯編、 復(fù)制、發(fā)行、信息網(wǎng)絡(luò)傳播等) ，同時本人保留在其他媒體發(fā)表論文的權(quán)利。 學(xué)讎文儲繇王乞 指剝幣躲髟擘箏 日期明年午月f 弓日日期：d 7 年p 月，鄉(xiāng)日 本人同意將本學(xué)位論文提交至中國學(xué)術(shù)期刊( 光盤版) 電子雜志社c n k i 系 列數(shù)據(jù)庫中全文發(fā)布，并按中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程規(guī) 定享受相關(guān)權(quán)益。 學(xué)位論文作者簽名：l 乞 日期：硎年年月f ) 日 彤絮爭 日期： 。夕年月，鄉(xiāng)日 第一章緒論 第一章緒論弟一早殖了匕 1 1 立題的背景和意義 我國是個多山國家，特別是西部和東南部山區(qū)，崩塌落石、泥石流、滑坡、 和風(fēng)化剝落等斜坡坡面地質(zhì)災(zāi)害常有發(fā)生，尤其在鐵路、公路這樣的線狀工程沿 線最為嚴(yán)重，其災(zāi)害的發(fā)生具有點多、面廣、線長等特點，在有限的資源( 人力、 物力、財力) 條件下防護(hù)治理非常困難甚至防不勝防。 隨著近年我國高等級公路建設(shè)的大力發(fā)展，以及交通量快速增長，提高道路 交通的安全性成為非常迫切的要求。過去在低等級公路建設(shè)中常用的繞避、大坡 道措施已不為允許，必然要出現(xiàn)一些人工高邊坡或從一些高陡自然山坡下經(jīng)過； 同樣，新建山區(qū)鐵路、水電站、礦山等都不可避免地要面臨高陡邊坡問題。西部 山區(qū)是我國地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，伴隨高速公路建設(shè)向周邊山區(qū)的快速 發(fā)展，地質(zhì)環(huán)境惡化、地質(zhì)災(zāi)害急劇增加，防災(zāi)減災(zāi)的形勢嚴(yán)峻。目前，大量在 建和擬建高速公路都將面臨危巖、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。因此結(jié)合西南地區(qū)的實際情 況，開展危巖、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害技術(shù)預(yù)防及其配套技術(shù)的開發(fā)，對西部地區(qū)的公 路建設(shè)具有重大的現(xiàn)實意義 1 2 國內(nèi)外危巖研究現(xiàn)狀 1 2 1 國內(nèi)危巖研究現(xiàn)狀 在我國西南部山區(qū)，公路沿線的崩塌落石已經(jīng)成為一種比較嚴(yán)重的災(zāi)害，嚴(yán) 重威脅公路及沿線的生命和財產(chǎn)安全。由于其災(zāi)害的發(fā)生具有突發(fā)性，破壞失穩(wěn) 具有致災(zāi)性和毀滅性等特點，因此對公路沿線可能造成崩塌落石的危險區(qū)域進(jìn)行 安全風(fēng)險評價是非常關(guān)鍵的一步。 目前國內(nèi)在這方面已做了一些研究工作，提出了根據(jù)地質(zhì)情況、構(gòu)造運動、 降水、公路交通量、平曲線半徑、路面等各種致災(zāi)因素，用來確定綜合影響系數(shù) 評價其風(fēng)險水平。但是由于這一問題的復(fù)雜性，至今仍有許多問題尚未解決。 國內(nèi)對危巖、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性研究大致可分為三個階段“3 。七十年代以 前為定性分析階段，主要停留在危巖、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的識別與定性描述方面。 七十年代到八十年代初為第二階段，人們的認(rèn)識已經(jīng)由感性上升到理性階段，以 危巖、崩塌形成機制分類研究其主要特點，廣泛開展物理模擬與數(shù)值模擬，再現(xiàn) 重大斜坡地質(zhì)災(zāi)害的變形破壞機制。這一研究工作至今仍是危巖產(chǎn)生崩塌落石研 究的重點；八十年代以來，邊坡穩(wěn)定性研究的理論和方法更加成熟，隨著計算機 技術(shù)的發(fā)展，邊坡數(shù)值模擬得以實現(xiàn)，可以利用計算機定量或半定量地模擬邊坡 2 第一章緒論 開挖至破壞的全過程，已經(jīng)成為危巖、崩塌研究的發(fā)展趨勢。此外，一些新理論、 新方法諸如系統(tǒng)論方法、信息論方法、模糊數(shù)學(xué)、灰色理論和數(shù)量化理論等被引 入邊坡穩(wěn)定性研究，為定量評價和預(yù)測邊坡穩(wěn)定性開辟了更為廣闊的前景，邊坡 穩(wěn)定性研究已步入系統(tǒng)工程分析研究階段。 在動力分析方面口1 ，王思敬( 1 9 7 7 ) 較早地研究巖質(zhì)邊坡動力穩(wěn)定性問題并取得 了些成果。1 9 8 7 年，王存玉在二灘拱壩動力模型試驗中發(fā)現(xiàn)，巖石邊坡對地震 加速度不僅存在鉛直向的放大作用，而且還存在水平向的放大作用。何蘊龍等人 ( 1 9 9 8 ) 通過動力有限元法分析發(fā)現(xiàn)了巖石邊坡的地震動力系數(shù)并不隨坡高增高而 單調(diào)增大”，并且得出了“坡高約l o o m 時坡頂最大動力系數(shù)達(dá)到最大值，坡高超 過l o o m 動力系數(shù)反而有所降低?？傊?，邊坡動力系數(shù)對坡高的變化是不敏感的， 在工程中常見的坡高范圍內(nèi)邊坡動力系數(shù)的變化是不大，并基于此結(jié)論提出了巖 質(zhì)邊坡地震作用的近似算法口1 。清華大學(xué)研究過龍羊峽和二灘工程巖石壩肩動力特 性及地震響應(yīng)加速度，對庫岸邊坡進(jìn)行了有限元動力計算和模型試驗。1 9 9 1 年， 長江科學(xué)院采用有限元法研究了三峽船閘高邊坡的地震穩(wěn)定性。1 9 8 9 年，薛守義 博士較為系統(tǒng)地總結(jié)了前人對巖體邊坡動力穩(wěn)定性所做的工作，將巖體變形破壞 現(xiàn)象分為滑動、崩塌、塑性變形和層體彎折等四種主要類型，并提出了各種情況 下所需選用的動力分析方法。將巖體邊坡穩(wěn)定性分析模型歸納為巖體地質(zhì)模型、 力學(xué)模型和幾何模型三類，并在振動模型研究的基礎(chǔ)上，分析了巖體振動的力學(xué) 效應(yīng)，推導(dǎo)了楔形體滑動機制下的地震滑動位移分析公式，并編制了相應(yīng)計算程 序。陳玲玲等人( 2 0 0 4 ) 在文章中提出了評價巖質(zhì)陡高邊坡動力穩(wěn)定性的計算公式， 并結(jié)合馬崖高陡邊坡實例，證實公式可以合理的評價陡高邊坡的穩(wěn)定性。姜彤等 人( 2 0 0 7 ) 將加卸響應(yīng)比理論引入邊坡動力穩(wěn)定分析研究中，建立邊坡在地震作用 下的加卸載響應(yīng)模型，通過對邊坡動力加卸載響應(yīng)規(guī)律的研究，提出以邊坡整體 的加卸載響應(yīng)度代替邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)，將邊坡的變形分析和穩(wěn)定性評價有機 結(jié)合，探討邊坡動力穩(wěn)定分析新方法。 1 。2 2 國外危巖研究現(xiàn)狀 公路危巖災(zāi)害的風(fēng)險評價源于公路安全評價。而安全評價的概念應(yīng)用于公路 方面是在2 0 世紀(jì)8 0 年代初英國開始的，起初是由于一些新建道路在剛剛通車不 久即發(fā)生很多本可避免的交通事故，為了防止此類事故的發(fā)生，學(xué)者第一次提出 了安全評價的概念；但這一概念被直到8 0 年代末才被正式采用；到1 9 9 1 年，英 國已強制要求對所有的國家主干道和高速公路進(jìn)行安全評價。2 0 世紀(jì)9 0 年代早期 的澳大利亞、新西蘭，9 0 年代中期的加拿大，9 0 年代末的美國都先后開始了對公 路安全評價的研究，引入該概念并進(jìn)行研究。目前其他國家和地區(qū)如：新加坡、 第一章緒論 3 馬來西亞、南非、意大利、丹麥、荷蘭和香港等都開始對公路安全評價進(jìn)行了相 關(guān)研究 利。 國外研究的內(nèi)容主要包括：公路安全評價的概念、步驟、階段、效益成本分 析及評價隊伍的構(gòu)成、人員素質(zhì)的要求等，研究的重點在于如何利用評價人員在 公路安全方面的經(jīng)驗對各階段的公路工程安全隱患進(jìn)行識別，因此國外的安全評 價研究報告或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中均提供了各階段的安全評價的速查表( 或稱“檢查表”) 。 這一措施已獲得了積極的效果。另外，一些發(fā)達(dá)國家也在研究量化的交通安全評 價模型，美國聯(lián)邦公路局組織多方人力、物力進(jìn)行了系統(tǒng)的工作，對相關(guān)的關(guān)鍵 技術(shù)和應(yīng)用平臺進(jìn)行了研究、開發(fā)，目前已經(jīng)推出了具有突破意義的i h s d m ( i n t e r a c t i v eh i g h w a ys a f e t yd e s i g nm o d e l ，互動式的公路安全設(shè)計模型) 的 b 測試版，為公路安全評價、安全改良提供了核心的技術(shù)支持。 對高速公路沿線危巖引起的崩塌落石災(zāi)害的風(fēng)險評價比較特殊，除了一般的 評價特點外，危巖路段的穩(wěn)定性評價還應(yīng)當(dāng)針對公路帶狀工程的特點確定針對性 的評價方法，特別是面臨大面積的崩塌、危巖區(qū)域，公路可能存在多種結(jié)構(gòu)形式， 危巖、崩塌對路基、橋梁、構(gòu)筑物等的影響差異極大，如何評價不同結(jié)構(gòu)形式區(qū) 域下的危巖、崩塌體的安全系數(shù)的計算方法將是研究的重點。危巖、崩塌的地質(zhì) 災(zāi)害可接受風(fēng)險水平的研究是近幾年來國際上一個令人關(guān)注的新的學(xué)術(shù)課題。危 巖、崩塌的地質(zhì)災(zāi)害可接受風(fēng)險一般以人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失以及社會環(huán)境價值損 失來表征。對人員傷亡來說，目前主要采用f ( 災(zāi)害概率) 一n ( 人員傷亡) 準(zhǔn)則 法；對于經(jīng)濟(jì)損失，一般采用損益比( c o s t - - b e n e f i tr a t i o ) 、不同年概率條件 下的經(jīng)濟(jì)損失值等來表示。 危巖、崩塌的地質(zhì)災(zāi)害可接受風(fēng)險水平并非一成不變的，而是因地、因時而 異的。通過對世界上一些大型及災(zāi)難性危巖、崩塌的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析，可得到 單個危巖、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的可接受的風(fēng)險準(zhǔn)則。運用量化風(fēng)險評價技術(shù)所估算的 風(fēng)險如發(fā)生在合理可行的最低限度范圍，便應(yīng)就各種實用可行的風(fēng)險減緩措施進(jìn) 行成本一效益分析。進(jìn)行這些分析的目的，是計算每一項風(fēng)險減緩措施的成效是 否能抵消其成本，以便決定是否采取這些措施。 現(xiàn)在有些國家已訂有風(fēng)險管理及分析的一般指引，例如英國標(biāo)準(zhǔn)b s 8 4 4 4 ，澳 大利亞新西蘭標(biāo)準(zhǔn)a s - - 2 5 4 3 6 0 及加拿大標(biāo)準(zhǔn)c a n c s a q 6 3 4 9 1 。但到現(xiàn)在為止 國際上還沒有規(guī)范涉及可接受的危巖、崩塌地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險水平值。然而一些在做 危巖、崩塌地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價時會遇到以下問題：何種條件下的風(fēng)險是可以接受； 何種條件下的風(fēng)險是不能接受的，必須采取措施控制，這就需要有一個標(biāo)準(zhǔn)能夠 幫助決策者對風(fēng)險的接受與否做出科學(xué)的判斷。因此，從根據(jù)公路是一個線性工 程特點，以區(qū)域地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，建立適于區(qū)域地質(zhì)的風(fēng)險評價指標(biāo)及評價體系， 4第一章緒論 為危巖、崩塌災(zāi)害防治、監(jiān)測提供理論依據(jù)。 在動力穩(wěn)定性分析方面，c h o w d h u r y r n ( 1 9 7 8 ) 在( s l o p ea n a l y s i s 一書 中提到了邊坡動力穩(wěn)定性和變形問題。土耳其學(xué)者h(yuǎn) k u m s a r 等人( 2 0 0 0 ) 對楔形體 的動力穩(wěn)定性利用模型試驗和理論相結(jié)合的方法進(jìn)行過一些研究。 1 2 3 危巖穩(wěn)定性評價方法 危巖穩(wěn)定性評價方法主要分為6 類： 可靠度法、比較識別法和模型試驗法。 地質(zhì)分析法 地質(zhì)分析主要通過巖體結(jié)構(gòu)分析脛1 。 地質(zhì)分析法、靜力解析法、數(shù)值模擬法、 巖體深部抗滑穩(wěn)定性取決于巖體結(jié)構(gòu)條 件，不同的結(jié)構(gòu)條件下，巖體的抗滑穩(wěn)定性有不同的特點和規(guī)律。所以，巖體結(jié) 構(gòu)分析實際上是巖體抗滑穩(wěn)定性的分析，是巖體抗滑穩(wěn)定定量分析的基礎(chǔ)。巖體 結(jié)構(gòu)的圖解解析在實踐中多采用赤平極射投影結(jié)合實際比例來進(jìn)行分析的。巖體 的破壞，往往是一部分不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體沿著某些結(jié)構(gòu)面拉開，并沿著另一些結(jié)構(gòu) 面向著一定的臨空面滑移的結(jié)果。這就揭示了巖體穩(wěn)定性破壞所必須具備的邊界 條件( 切割面、滑動面和臨空面) 。所以，通過對巖體結(jié)構(gòu)要素的分析明確巖體滑 移的邊界條件是否具備，就可以對巖體的穩(wěn)定性做出判斷。這就是巖體穩(wěn)定的結(jié) 構(gòu)分析的基本內(nèi)容和實質(zhì)。其分析步驟大致如下： 首先對巖體結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀及其特征進(jìn)行調(diào)整、統(tǒng)計和研究。 其次對各種結(jié)構(gòu)面及其空間組合關(guān)系以及結(jié)構(gòu)體的立體形式進(jìn)行圖解分析。 根據(jù)以上分析最后對巖體的穩(wěn)定性做出評價。 靜力解析法 靜力解析法是工程實際中最常用的穩(wěn)定性分析方法。力學(xué)分析是假定巖體的 滑移體都是在剛性的前提下，用剛體極限平衡法計算巖體抗滑穩(wěn)定性系數(shù)的一種 方法。該方法簡單實用，便于工程上應(yīng)用。但它不能完全反映巖體滑移體的滑動 機制、巖體內(nèi)和滑移面上應(yīng)力和變形的真正分布情況，因而所得的穩(wěn)定性指標(biāo)不 可能完全反映實際情況。在工程實際中，常常采用加大安全系數(shù)的辦法加以保證， 說明該法雖屬定量但具有一定的經(jīng)驗性，不能達(dá)到完全定量的標(biāo)準(zhǔn)。 這種方法簡單可行。在危巖破壞模式認(rèn)識上的差異，其判定依據(jù)也不相同。 王立人，孫云志，陳明東，胡厚田，陳洪凱等人也分別對自己的危巖分類模式提 出了靜力失穩(wěn)判據(jù)，盡管破壞模型建立各異，但破壞的原因都是產(chǎn)生的應(yīng)力大于 巖體的強度。 “ 數(shù)值模擬法 數(shù)值模擬技術(shù)推動了現(xiàn)代工程學(xué)發(fā)展嘧1 。在巖土工程數(shù)值分析中最常用的數(shù)值 第一章緒論 5 模擬方法有有限元法、離散元法、邊界元法、非連續(xù)變形數(shù)值分析( d d a ) 法等。 有限元法( c f e m ) 作為一個有效的數(shù)值計算方法，其起源可以回溯到5 0 年代中 期?；靖拍钍怯幂^簡單的問題代替復(fù)雜問題然后再求解。它將求解域看成是由 許多互連子域組成，對每一單元假定一個合適的近似解，然后推導(dǎo)求解這個域應(yīng) 滿足條件( 如結(jié)構(gòu)的平衡條件) ，從而得到問題的解。劉國明( 1 9 9 4 ) 采用有限元法 對三峽鏈子崖危巖體進(jìn)行靜力穩(wěn)定性分析得到良好的模擬效果四1 。地震邊坡穩(wěn)定的 應(yīng)力、變形分析，常采用動力有限單元法，對在動荷載作用下，有限單元網(wǎng)格中 各單元永久應(yīng)變進(jìn)行積分，得到邊坡的永久位移。動力有限單元法可確定邊坡是 否失穩(wěn)、破壞面位置及形狀、邊坡破壞后的變形等。并在確定潛在破壞面的同時 計算邊坡在地震作用下的應(yīng)力、應(yīng)變和永久位移。有限單元法能將波動問題替換 為振動問題求解，分別在時、空域內(nèi)離散，該方法適用面廣，能基本滿足工程需 要。當(dāng)然有限單元法對輸人參數(shù)的要求較高，在理論上自身還存在一些缺陷，采 用不同的模型可能產(chǎn)生不同的結(jié)果，由于邊坡的多樣性和用有限單元法分析邊坡 動力穩(wěn)定性的復(fù)雜性，采用有限單元法進(jìn)行動力計算也有一定的局限性。 離散單元法( d e m ) 是求解塊體集合體在外力作用下塊體間的相互作用及運動 過程的有效方法，這種方法由c u n d a l l 在1 9 7 1 年提出，它是基于彈性力學(xué)的小變 形假設(shè)，以虛功原理為理論基礎(chǔ)而建立的，它討論的主要是小變形問題。 邊界元法( b e m ) 是七十年代興起的一門計算方法。邊界元法將邊界廣義位移和 廣義力作為獨立變量，且同時以滿足場方程的奇異( 源) 函數(shù)為加權(quán)函數(shù)，是一種 特殊格式的加權(quán)余量法。 非連續(xù)變形數(shù)值法( d d a ) 是石根華博士提出的一種數(shù)值分析方法n 們。它可用于 研究巖體的大變形和大位移問題。d d a 在分析力和位移相互關(guān)系時，對各個塊體允 許有位移和變形，對整個塊體系統(tǒng)允許各塊體界面間張開或閉合。 可靠度法 對于大型工程，在基本滿足相似的條件下，用可靠度分析方法進(jìn)行穩(wěn)定性分 析，它更能真實地反映地質(zhì)構(gòu)造和工程結(jié)構(gòu)的空間、時間關(guān)系，更準(zhǔn)確地模擬施工 過程和影響因素。謝全敏用蒙特卡羅邊界元法分析危巖穩(wěn)定性時，通過求解危巖體 破壞概率來判斷其穩(wěn)定性n ，實際上相當(dāng)于計算邊界上點( x l ，x 2 ，x n ) 處基 本隨機變量x l 的概率分布函數(shù)的均值，這樣可以免去對控制危巖體的基本隨機變 量x l 的抽樣，具有較小的方差。該方法建立了直接墜落，沿單面滑動和沿雙面滑 動的三種破壞功能函數(shù)。但在某些工程設(shè)計中，按可靠度方法計算是安全的，實 際運營卻發(fā)生了破壞，其原因復(fù)雜多樣，其中很重要的一個因素就是忽視了計算 參數(shù)的不確定性。 比較辨識法 6第一章緒論 基于比較辨識的方法，張奇華提出了一種邊坡變形破壞的系統(tǒng)辨識方法n 羽， 重慶交通大學(xué)陳洪凱教授開發(fā)了一套危巖智能識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)有即時危巖類型 判別功能、資料查詢功能、數(shù)據(jù)輸入功能、報表顯示功能。 那么他們系統(tǒng)開發(fā)的主要思想是：在工程地質(zhì)區(qū)域，考慮變形破壞方式、相 應(yīng)的變形破壞特征和位移關(guān)系式，針對各種可能的變形和破壞方式建立( 或調(diào)整優(yōu) 化已有的) 變形監(jiān)測網(wǎng)，通過監(jiān)測資料計算得到變形區(qū)域的空間位移向量，對比各 種可能的變形破壞方式的變形特征和位移關(guān)系式，從而辨識出實際發(fā)生的變形破 壞方式、變形區(qū)域及變形演化成破壞的過程。 模型試驗法 模型試驗法可以直接觀察滑移面破壞過程，并對其他方法提供參考。它的基 本要求是模擬與原型的線性尺寸成比例，材料、荷載條件和邊界條件都相似。 另外，沿著系統(tǒng)辨識法的思路，近年來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開始應(yīng)用于邊坡工程的 穩(wěn)定性分析評價n 引。張建海、范景偉、何江達(dá)提出一種用剛體彈簧元法求解邊坡、 壩基動力安全系數(shù)n 引。王秀麗等首次提出了采用多級模糊模式識別進(jìn)行濕陷性黃 土邊坡穩(wěn)定性分析，建立了多級模糊模式識別模型，并把這種方法應(yīng)用于實踐n 硼。 1 2 4 危巖的防治措施 危巖的形成是多因素共同作用的結(jié)果，所以其防治方法也多種多樣。 目前國內(nèi)外整治危巖崩塌落石的措施概括起來有：清除、支撐、護(hù)坡、護(hù)墻、 插別與串聯(lián)、錨固、攔截、遮蓋、封填、灌漿和排水等哺1 。在國內(nèi)外危巖防治仍處 于綜合技術(shù)應(yīng)用的初始階段。實際應(yīng)用中可根據(jù)情況比較各方式的優(yōu)劣，綜合考 慮。危巖防治技術(shù)可分為主動防治技術(shù)、被動防護(hù)技術(shù)和災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。 主動防治技術(shù)：對危巖單體進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)防治避免其發(fā)生失穩(wěn)的防治技術(shù)， 包括支撐、錨固、灌漿、封填、排水及清除等技術(shù)。 被動防護(hù)技術(shù)：對可能失穩(wěn)的危巖單體或群體進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)防治避免造成災(zāi) 害的防治技術(shù)，包括攔石墻、攔石柵欄及森林防護(hù)等技術(shù)類型。 主動被動聯(lián)合防治技術(shù)：主要包括錨固一攔擋聯(lián)合技術(shù)和錨固一支撐技術(shù)。 對于陡崖上的浮石、松動塊體采用人工清除，或者在巨大浮石上用風(fēng)槍鑿 眼、靜態(tài)破碎劑解體，化整為零，逐步消除，條件具備時還可考慮用爆破清除。 支撐：對于高大的懸崖、倒坡狀危巖采用漿砌條石或混凝土支撐，支撐的形 式可以是柱、墻、墩。 護(hù)坡護(hù)墻：采用漿砌條石或混凝土保護(hù)坡面，適用于坡度不大，巖層破碎， 節(jié)理發(fā)育，對于整體穩(wěn)定性較好的邊坡，可防落石，防止繼續(xù)風(fēng)化。 插別與串聯(lián)：常見于鐵路邊坡，用圓鋼或鋼軌支擋或者串聯(lián)整體性較好的危 第一章緒論 7 巖體。 錨固：對于裂隙較發(fā)育的柱狀危巖體，可采用錨桿、錨釘、錨索將危巖錨固 于穩(wěn)定的巖體上，外錨頭可采用梁、肋、格構(gòu)等形式加強整體性。 攔截：危巖下有一定寬度的空地可供修筑攔石墻時，可在危巖坡腳下修筑一 級或多級攔石構(gòu)筑物，攔石構(gòu)筑物有重力式墻、攔石柵、板樁式攔石墻等，攔石 墻要設(shè)置厚度不小于1 5 m 的緩沖層以及落石槽，攔石墻要有足夠的攔擋凈空高度。 遮蓋：主要是指用鋼筋混凝土筑成的明洞，棚洞，多見于鐵路工程。 封填：對于高度不大的巖腔采用漿砌片石或混凝土封填。 灌漿：用水泥砂漿或其它材料封閉裂縫，抑制裂縫的擴(kuò)展，防止地表水體進(jìn) 入危巖體。 排水：在崩塌落石區(qū)內(nèi)外設(shè)置暢通的截、排水系統(tǒng)。 s n s 柔性防護(hù)網(wǎng)：近年來，國內(nèi)引進(jìn)了柔性防護(hù)鋼纜網(wǎng)。 1 3 危巖風(fēng)險分析研究主要進(jìn)展 在傳統(tǒng)的評價研究基礎(chǔ)之上，該領(lǐng)域的研究無論是在內(nèi)容或是方法上均出現(xiàn) 了一些新的特征： ( d 危巖災(zāi)害危險性分析與評價研究正由傳統(tǒng)的定性描述階段向定量化發(fā)展。 這一特點不僅表現(xiàn)在評價結(jié)果的表達(dá)方式是以數(shù)字化形式，更重要的是建立了一 些高精度的物理和數(shù)學(xué)模型，使得評價精度不斷地提高。特別是隨著模糊數(shù)學(xué)理 論的發(fā)展，給危巖災(zāi)害危險性定量綜合評價帶來了新的飛躍。模糊邏輯、模糊數(shù) 學(xué)綜合評判、模糊因子分析、模糊模式識別、模糊主成分分析等方法的廣泛應(yīng)用， 使得更精確地分析危巖穩(wěn)定性成為可能n 制。 ( 參危巖災(zāi)害評價的技術(shù)水平明顯提高。如先進(jìn)的遙感、計算機、地理信息系 統(tǒng)技術(shù)，配合傳統(tǒng)的地面地質(zhì)、物理探測、實驗?zāi)M等手段，力求更迅速，更準(zhǔn) 確，更靈活的對危巖進(jìn)行風(fēng)險評價。 危巖作為一種地質(zhì)災(zāi)害，將與其他各種地質(zhì)災(zāi)害研究一起，逐步建立相應(yīng) 的定量評價模型，評價方法也由單種災(zāi)害危險性評價轉(zhuǎn)向多災(zāi)種的綜合評價，從 單純的自然科學(xué)領(lǐng)域，逐漸提高到多學(xué)科、多領(lǐng)域研究，從而使災(zāi)害評價結(jié)果對 決策者更加實用。 ( d 在危巖的防治方法上，施工簡單、防治效果好的新技術(shù)新工藝的運用，如 s n s 主動、被動防護(hù)網(wǎng)等這些方法不但施工工藝簡單，而且防治效果也很好，因此 新工藝新材料的運用是危巖防治的研究方向。 8第一章緒論 1 4 危巖研究存在的問題 隨著危巖領(lǐng)域研究向定量化、綜合化、科學(xué)化發(fā)展，其研究問題的深度和廣 度得到了極大的發(fā)展，成為一項涉及災(zāi)害科學(xué)各個方面極其復(fù)雜的工作。正是由 于涉及因子眾多，而且許多因素具有很大的不確定性，存在許多懸而未決，甚至 存在嚴(yán)重分歧的問題n 引。整個研究過程中，存在的最大的共性問題是： 危巖災(zāi)情資料歷史記錄不完整，地區(qū)記錄的精確程度差異性很大，許多地 區(qū)的災(zāi)情統(tǒng)計資料準(zhǔn)確度差，甚至很多地區(qū)記錄為空白。 對危巖災(zāi)情統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，以及影響危巖災(zāi)害性的評價因子體系不一致。 危巖的致災(zāi)因子具有多重性和不確定性，加上目前對危巖災(zāi)害的認(rèn)識水平 不高，以及對災(zāi)害發(fā)展趨勢認(rèn)識不統(tǒng)一。 由于經(jīng)濟(jì)的快速增長，人類工程活動的周期大大縮短，要求技術(shù)人員在短 時期內(nèi)快速、合理地評價預(yù)測區(qū)域地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害，進(jìn)行危險性區(qū)劃。而傳 統(tǒng)的技術(shù)手段是不能完全應(yīng)付以上快速反應(yīng)的。 上面這些問題的存在，使得危巖災(zāi)害性的風(fēng)險準(zhǔn)確評價帶來了很大的不確定 性。如何解決這些問題將是今后危巖研究的主要方向。 1 5 本文研究的主要思路和研究方法方法 本文結(jié)合重慶交通科研設(shè)計院承擔(dān)的“巖石楔形體三維動力穩(wěn)定分析與處治” 課題，對危巖楔形塊體動力穩(wěn)定性進(jìn)行研究，并分析危巖的下落路徑，為危巖的 防治措施提供依據(jù)。 分析危巖形成的條件和影響因素，明確危巖發(fā)育機理。 危巖的發(fā)育是一個漫長過程，受諸多因素影響，本文通過對危巖發(fā)育影響因 素的分析，將危巖的影響因素歸納為內(nèi)部因素和外部因素。 結(jié)合危巖發(fā)育的影響因素，提出危巖穩(wěn)定性評價方法，著重分析靜力穩(wěn)定 性分析法和拉格朗日差分法。 應(yīng)用f l a c 3 0 軟件對某天然巖質(zhì)邊坡進(jìn)行動力穩(wěn)定性分析。 通過軟件模擬確定危巖滑動面的位置和危巖的破壞機制。 ( d 對危巖下落路徑進(jìn)行理論分析，并應(yīng)用r o c f a ll 軟件對萬州天生城福建小 學(xué)危巖崩落運動路徑和汶川大岐棚洞危巖進(jìn)行模擬，通過軟件模擬和理論的對比 分析，確定危巖下落路徑，為危巖的防治提供依據(jù)。 ( d 在危巖的穩(wěn)定性和下落路徑分析基礎(chǔ)上，提出危巖防治原則和防治方法及 其適用條件。 第二章危巖穩(wěn)定性影響因素及荷載組合分析 9 第二章危巖穩(wěn)定性影響因素及荷載組合分析 我國幅員遼闊，地貌差異顯著，地質(zhì)條件復(fù)雜，伴隨著西部大開發(fā)和三峽工 程的推進(jìn)，危巖頻繁涌現(xiàn)。危巖的失穩(wěn)具有突發(fā)性，破壞具有災(zāi)害性，直接威脅 著人類的生命安全和財產(chǎn)安全，尤其突如其來的四川汶川地震的爆發(fā)，地震引發(fā)的 滑坡、泥石流、危巖等地質(zhì)災(zāi)害給人類造成了巨大人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此， 實施危巖的防治研究是當(dāng)今科學(xué)工作者急待研究的熱點。 危巖的發(fā)育受多種因素的影響，包括內(nèi)部因素：地應(yīng)力、巖性組合、水文地 質(zhì)條件等；外部因素：地震影響、氣候因素、人類相關(guān)活動等。 2 1 危巖穩(wěn)定性影響內(nèi)部因素 2 1 1 重力侵蝕 地應(yīng)力是存在于地殼中的未受工程擾動的天然應(yīng)力，也稱巖體初始應(yīng)力、絕 對應(yīng)力或原巖應(yīng)力。廣義上也指地球體內(nèi)的應(yīng)力。它包括由地?zé)帷⒅亓?，地球?轉(zhuǎn)速度變化及其他因素產(chǎn)生的應(yīng)力。地質(zhì)力學(xué)認(rèn)為，地殼內(nèi)的應(yīng)力活動是使地殼 克服阻力，不斷運動發(fā)展的原因；地殼各處發(fā)生的一切形變，如褶皺、斷裂等都 是地應(yīng)力作用的結(jié)果。 重力侵蝕( g r a v i t a t i o n a le r o s i o n ) 是指斜坡上的風(fēng)化碎屑、土體或巖體在重力 作用下發(fā)生變形、位移和破壞的一種土壤侵蝕現(xiàn)象。重力是危巖失穩(wěn)的主動力， 其加速度有恒定性、均勻性、方向性。以重力為主要外營力引發(fā)危巖的崩塌、滑 塌、墜落、傾倒等屢見不鮮，主要形式有蠕動、瀉溜、崩塌和滑坡等。 蠕動( w r i g g l e ) 蠕動是指斜坡上的土體、巖體和它們的風(fēng)化碎屑物質(zhì)在重力作用下，順坡向 下發(fā)生緩慢移動的侵蝕現(xiàn)象。蠕動的移動速度相當(dāng)緩慢，每年只有若干毫米或幾 十厘米。因此，常常不被人們所覺察。但經(jīng)長期積累，這種變形也會給生產(chǎn)和建 設(shè)帶來危害。小則電線桿、樹木傾倒、圍墻扭裂；大則房屋破壞，地下管道扭裂、 水壩變形甚至完全損毀。 根據(jù)蠕動體的性質(zhì)，可將其分為松散層蠕動和巖體蠕動兩種類型。 松散層蠕動包括土層蠕動和巖屑蠕動，土層蠕動是指顆粒本身由于冷熱、干 濕引起體積膨脹、收縮而同時又在重力作用下產(chǎn)生的一種移動；巖體蠕動是斜坡 上巖體，在本身的重力作用下，發(fā)生十分緩慢的塑性變形或彈塑變形，它多形成 于柔性巖層組成的山坡上。 瀉溜( s c a t t e rf l o w ) 瀉溜是指崖壁和陡坡上的土石經(jīng)風(fēng)化形成的碎屑，在重力作用下，沿著坡面 1 0 第二章危巖穩(wěn)定性影響因素及荷載組合分析 下瀉的現(xiàn)象。瀉溜是坡地發(fā)育的一種方式。陡坡上的土石巖體，受冷熱、干濕和 凍融的交替作用，造成土石表面松散和內(nèi)聚力降低，形成與母巖分離的碎屑物質(zhì)。 這些物質(zhì)一旦失穩(wěn)，在自身重力作用下不斷下落，使坡面后退。碎屑堆積在坡腳， 土質(zhì)堆積物的安息角一般為3 5 。 - 3 6 。，常被洪水沖刷、搬運。如果堆積物不被 流水沖走，斜坡將逐漸變緩。 崩塌落石( c o ll a p s e ) 邊坡上部巖土體被裂隙分開或拉裂后，突然向外傾倒、翻滾、墜落的破壞現(xiàn)象 稱為崩塌。發(fā)生在巖體中的崩塌，稱為巖崩；發(fā)生在土體中的稱為土崩；規(guī)模巨 大、涉及大片山林的稱為山崩。崩塌主要出現(xiàn)在地勢高差較大、斜坡陡峻的高山 地區(qū)和河流強烈侵蝕的地帶。崩塌可造成河流堵塞，或阻礙航運、毀壞建筑物， 以及引起波浪沖擊沿岸等災(zāi)害。 滑坡( s l i d e ) 當(dāng)雨水滲透至土層底部，在不透水層或基巖上形成地下潛流。由于土體不斷吸 水增重，土體下滑力大于抗滑力時，土體沿著一定滑動面發(fā)生的位移現(xiàn)象，稱為 滑坡?；掳l(fā)生的坡度一般在1 2 。 - - 3 2 。，在此范圍內(nèi)坡度愈大，重力超過運動 阻力的可能性也越大。在凹形山坡上較難產(chǎn)生滑動，下部平緩部分有阻止滑動的 作用；凸形坡則相反，山坡下部比較不穩(wěn)定，常因下部產(chǎn)生滑塌而導(dǎo)致山坡上部 發(fā)生滑動。土壤的物理性質(zhì)、礦物成分及膠體化學(xué)性質(zhì)均對滑坡產(chǎn)生影響。土壤 質(zhì)地均勻，滲透性因粒徑增大而加強；土粒呈棱角狀，則抗剪強度較大；當(dāng)沙土 和粘土相間成層時，在粘土面上常形成潛流，在潛流的動水壓力作用下，產(chǎn)生化 學(xué)潛蝕和力學(xué)潛蝕，促使滑坡形成。土體中含滑石、云母、綠泥石和蛇紋石等鱗 片及片狀礦物，較易發(fā)生滑動?；麦w由幾百、幾千立方米到幾萬立方米，在山 區(qū)還常伴有泥石流，危害較大。 按水土保持技術(shù)規(guī)范建議，當(dāng)滑坡、崩塌、瀉溜面積占坡面面積小于1 0 時，為輕度侵蝕；1 0 - - 2 5 時，為中度侵蝕；2 5 一, - 3 5 時，為強度侵蝕；3 5 5 0 時，為極強度侵蝕；大于5 0 時，為劇烈侵蝕。 2 1 2 巖性組合因素 巖石性質(zhì)的差異是影響危巖穩(wěn)定的基本因素。巖性對危巖形成的控制作用是明 顯的。危巖多發(fā)育于塊狀、厚層狀的堅硬和較堅硬的脆性巖體上，如：花崗巖、 灰?guī)r、礫巖、砂巖、輝長巖、輝綠巖、厚板巖。一般來講，只有較堅硬的巖石才 可能形成高陡的邊坡地形，易形成陡高危巖。相反，較軟的柔性巖體，泥巖、頁 巖、云母片巖、滑石片巖、千枚巖和綠片巖中發(fā)育的危巖較少，而軟弱巖組易形 成坡度較緩的滑塌式危巖。 第二章危巖穩(wěn)定性影響因素及荷載組合分析 l1 就危巖的破壞特征而論，不同巖性組合的危巖有常見的變形破壞形式。軟 硬巖層交錯組合成的邊坡有利于危巖的發(fā)育，由于這些軟弱巖層抗風(fēng)化性能差， 必然產(chǎn)生差異風(fēng)化，軟巖抗風(fēng)化能力差而多成凹巖腔，硬巖抗風(fēng)化能力強而多形 成陡崖。風(fēng)化產(chǎn)物具有很高的親水性、膨脹性、崩解性等特征，極易產(chǎn)生楔形破 壞，在巖體的穩(wěn)定性中一般來說，板狀結(jié)構(gòu)體比柱狀、菱狀的更容易滑動，楔形 結(jié)構(gòu)比錐形結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定性差。 各類巖石對危巖發(fā)育的控制作用 1 ) 沉積巖對危巖發(fā)育的控制作用 巨厚層的完整堅硬巖層如果夾有薄層頁巖時，當(dāng)巖層傾向坡外時，高陡邊坡 常發(fā)育大規(guī)模的危巖；軟硬相間的巖石邊坡，因差異風(fēng)化，可能發(fā)育小型危巖； 頁巖、泥巖等軟巖邊坡，如果巖層褶曲發(fā)育，常發(fā)育小型危巖；當(dāng)河谷陡坡由軟 硬不同巖層組成時，若軟巖層在下，而且其分布高度與河水位線相一致時，軟巖 易被河水沖蝕破壞；上部巖體易于發(fā)育大規(guī)模的危巖。如果河谷陡坡下部有可溶 性巖石( 灰?guī)r) 組成，由于河流沖蝕和容蝕作用，下部可溶性巖石將不斷被淘空， 也易于形成岸邊大型危巖。 2 ) 巖漿巖對危巖發(fā)育的控制作用 當(dāng)巖漿巖垂直節(jié)理( 如柱狀節(jié)理) 發(fā)育，并有傾向坡外的構(gòu)造裂面時，易發(fā)育 大型危巖。當(dāng)巖漿巖中有晚期巖脈、巖墻穿插時，這些穿插接觸面往往是巖體中 薄弱面，它們和各種節(jié)里面組合一起，為危巖發(fā)育創(chuàng)造了有利的邊界條件。 3 ) 變質(zhì)巖對危巖發(fā)育的控制作用 正變質(zhì)巖石中的危巖與巖漿巖情況類似，這里介紹動力變質(zhì)的副變質(zhì)巖的兩 種情況：在褶曲發(fā)育的片巖、板巖和千枚巖的邊坡上，有各種弧形結(jié)構(gòu)面，當(dāng)傾 向坡外時，多發(fā)育沿弧形結(jié)構(gòu)面滑移式崩塌的危巖；當(dāng)此類變質(zhì)巖的片理和構(gòu)造 結(jié)構(gòu)面都很發(fā)育時，常把巖體切割成大小不等的巖塊。 2 1 3 水文地質(zhì)條件影響 地下水對巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響十分顯著，通過對大量的危巖失穩(wěn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 大多數(shù)巖質(zhì)邊坡變形和破壞與地下水有關(guān)。水文地質(zhì)條件對危巖穩(wěn)定性的影響主 要表現(xiàn)在地下水位的埋深和它所在邊坡的地下水的補、徑、排等方面。一般情況 下，地下水位線以下的透水巖層受到浮力的作用，而不透水巖層的坡面受到靜水 壓力的作用。當(dāng)?shù)叵滤裆钶^淺時，地震會造成孔隙水壓力增加及其累積效應(yīng)， 由此可能引起危巖失穩(wěn)。地下水的補、徑、排條件對地震期間孔隙水壓力的累積 有重要的影響。如果地下水的排泄條件暢通，孔隙水壓力不容易累積，則對危巖 的動力穩(wěn)定性影響不大。 1 2 第二章危巖穩(wěn)定性影響因素及荷載組合分析 2 1 4 地質(zhì)構(gòu)造因素 地質(zhì)構(gòu)造是影響巖質(zhì)邊坡危巖穩(wěn)定性的重要因素，危巖所處的大地構(gòu)造單元、 區(qū)域性構(gòu)造特點、斜坡地段的褶皺形態(tài)、巖層產(chǎn)狀、斷裂與裂隙的發(fā)育程度及其 分布規(guī)律、區(qū)域性新構(gòu)造等。在區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜、褶皺較強烈、新構(gòu)造運動活躍區(qū) 域，危巖極易失穩(wěn)。對地質(zhì)構(gòu)造分析是危巖穩(wěn)定性評價的基礎(chǔ)。 陡傾、甚至直立的坡體軟弱面( 層面、節(jié)理裂隙等) 是危巖發(fā)育以及發(fā)生破壞 失穩(wěn)的重要條件。地質(zhì)構(gòu)造對危巖的發(fā)育、分布有著重要的控制作用。斷層交匯 處、斷層破碎帶、背斜核部、遭強烈擠壓的向斜核部、火成巖巖脈侵入界面、高 陡邊坡卸荷帶等巖體結(jié)構(gòu)破碎，斷層節(jié)理構(gòu)造面發(fā)育的部位，當(dāng)結(jié)構(gòu)面傾向坡體 臨空面時危巖尤其發(fā)育。下面分別討論： ( d 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造對危巖發(fā)育的控制作用 當(dāng)邊坡方向和區(qū)域性構(gòu)造線平行，邊坡的危巖特別發(fā)育，分布廣泛。區(qū)域性大 型活動斷層通常形成長達(dá)數(shù)十米甚至上百米的斷層陡崖，往往控制危巖的發(fā)育分 布。在幾組構(gòu)造線交匯的峽谷區(qū)，往往形成大型危巖。 ( d 各種地質(zhì)構(gòu)造對危巖發(fā)育的控制作用 各種地質(zhì)構(gòu)造作用，使巖層遭到不同程度的破壞，把完整的巖體切割成大小不 同的塊體，為巖質(zhì)邊坡崩塌落石提供了必要條件。調(diào)查研究表明，各種地質(zhì)構(gòu)造 對危巖發(fā)育的影響也不同，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1 ) 褶皺核部的危巖：強烈彎曲的背斜核部，脆性巖層在曲率最大處常常折斷； 由于巖層受張，在垂直巖層方向還會發(fā)育大量節(jié)理，使巖層破碎。此外，在多次 地質(zhì)構(gòu)造作用和風(fēng)化作用的影響下，破碎巖體往往產(chǎn)生一定松動，從而形成危巖， 并在重力和其它外力( 如地震力，水壓力等) 的作用下，就可能產(chǎn)生各種類型的崩 塌落石。危巖的規(guī)模主要取決于褶皺軸向和邊坡坡向的夾角，當(dāng)背斜軸垂直于坡 面方向，一般只發(fā)育小型的危巖。向斜核部巖層受擠壓，褶皺強烈時，向斜核部 巖層也會折斷，并產(chǎn)生一系列的壓張裂隙。如果邊坡走向與向斜軸平行，且邊坡 高陡，也將發(fā)育較大規(guī)模的危巖。 2 ) 褶皺兩翼巖層的危巖：褶皺兩翼巖層呈單斜狀，在巖層傾向與高陡邊坡傾 向一致時( 高陡順向坡) ，易于發(fā)育滑塌式危巖。滑移面常為巖層中的軟弱夾層面， 層間錯動面，或巖層面，當(dāng)巖體兩側(cè)有構(gòu)造節(jié)理切割時，更有利于危巖的發(fā)育。 當(dāng)巖層走向與高陡邊坡走向一致時，可能發(fā)育大型危巖。當(dāng)巖層傾向與高陡邊坡 傾向大角度相交或正交時