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危岩破坏后的运动计算浅析孙智慧;唐勇;刘涛【期刊名称】《内江科技》【年(卷),期】2017(038)012【总页数】2页(P58,85)【作者】孙智慧;唐勇;刘涛【作者单位】内江职业技术学院土木工程系;内江职业技术学院土木工程系;内江职业技术学院土木工程系【正文语种】中文危岩体发生破坏，其运动方式受下部斜坡的物质组成、边坡坡角等的影响，运动距离各不相同。
本文主要对危岩破坏后的运动计算进行了浅析，为危岩破坏后的运动计算总结了相应的计算公式与理论依据。
根据R·M·Spang（1978）的研究成果，崩落体只有坡度角小于一定临界值（约27°）时，才停积于崖脚，随坡度角增大，可分别表现为滑动、滚动、跳跃和自由崩落等方式，大部分或全部堆积于坡脚。
勘查区内危岩崩落、运动的斜坡坡度区间值为35°～80°，因此岩体在产生变形破坏后，其运动方式表现为滚动、跳跃或自由崩落的方式向坡脚运动，最后堆积于坡脚缓坡地带，直接影响坡下乡村公路和居民住房及人身的安全。
石块在斜坡上的运动形式是比较复杂的，既有滑动、滚动还有跳跃运动，甚至在整个运动过程中三者兼而有之。
根据能量守恒定律，在物体下落过程中动能的增加等于势能的减少，机械能的总量保持不变。
即：根据地形剖面可计算出斜坡坡度β和碰撞时的切向速度Vt与法向速度Vn，即：落石与斜坡松散层坡面的法向碰撞可认为是塑性碰撞，所以Vn=0。
切向碰撞参考Hungr等人的研究，切向损失率采用10%，即落石第一次在斜坡上碰撞后维持其继续运动的动能为1/2 m（0．9Vt）2 。
块石在斜坡上的继续运动是以滚动和滑动为主的综合形式运动，其摩擦角称为综合摩擦角。
根据功能原理，落石的势能变化等于动能变化和克服摩擦所做的功：式中：Vi为落石在斜坡面上任意位置处所具有的速度；di为各直线段斜坡的平均坡度；△hi为各直线段斜坡的铅直高度；Φ为落石与坡面的综合摩擦角；Li为各直线段斜坡的长度。
对三类危岩崩塌后影响斜坡稳定性的定量计算摘要：三类不同运动轨迹的危岩与斜坡撞击后对斜坡稳定性的影响不同。
本文通过刚体运动学的理论知识，将三类危岩的崩塌体与斜坡作为一个系统进行研究，应用质心定理，能量守恒定律以及动量定理分别对三类危岩崩塌体与斜坡构成的系统的稳定性作了定量计算，最后给出了每个系统最终滑移距离的计算公式。
关键词：危岩斜坡定量计算1 前言危岩是指位于岩质陡坡或陡坡的崩塌源被结构面切割且稳定性较差的岩块体。
外力的作用，如地震作用，人工爆破和分化作用等使得危岩体后部主控结构面失稳断裂和贯通，大块岩体或岩石群突然从陡坡坠落。
危岩体失稳破坏的这个过程也称之为崩塌。
危岩崩塌是山岭地区最主要的一种地质灾害现象。
大量的危岩崩塌体突然从陡坡坠落，崩塌体在向下的运动过程中，垂直运行的距离远远大于水平运行距离，大块的危岩体或群体在重力作用下，获得了巨大的能量。
当不稳定斜坡受到危岩崩塌体的冲击后，危岩崩塌体的动力作用就成为了斜坡失稳的起搏器，诱使其形成崩塌滑坡。
滑坡的滑移距离能否危及该地区人民的生命安全是我们最为关心的问题。
鉴于此，具体定量的分析各类危岩崩塌体对斜坡的稳定性的影响就显得非常重要。
根据陈洪凯，唐红梅等人对危岩具体研究，可将危岩体化分为以下类：（1）坠落式危岩（2）倾倒式危岩（3）滑塌式危岩，据实地调查，陈洪凯，唐红梅等人对危岩类型的划分符合实际情况。
具体分析这三类危岩运动轨迹后发现，危岩与斜坡撞击后运动轨迹受到斜坡地形地貌和崩塌体自身形状等因素影响，很难准确地予以宏观测定以及类比分析其运动轨迹。
故采用多刚体运动学把崩塌体与斜坡作为一个系统进行研究，对这三类危岩崩塌体应用质心定理，功能转化原理以及动量定理进行定量分析计算，并认为这一细化的定量分析方法基本可信，可以为防灾治灾工作提供计算依据。
2计算过程分析2.1 坠落式危岩—斜坡系统联合运动分析计算坠落式危岩—斜坡系统：高悬于陡崖上端和岩岩腔顶部的岩体受裂隙切割脱离母岩，下部受结构面切割脱离母岩，上部及后部母岩尚未脱离，在重力作用下基本不受阻力便失稳崩塌冲击陡崖下的不稳定斜坡后联合运动。
4.2危岩体稳定性计算及评价4.2.1计算模型目前，按照不同的标准，危岩分类系统多样，但是，从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类更有价值，可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3 类。
计算公式参考重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）中（30）～（50）计算公式。
勘查区内主要为滑移式危岩、倾倒式危岩；当软弱结构面倾向山外，上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通，在动水压力和自重力作用下，缓慢向前滑移变形，形成滑移式危岩，其模式见图(图4.2-1)；当软弱夹层形成岩腔后，上覆盖体重心发生外移，在动水压力和自重作用下，上覆盖体失去支撑，拉裂破坏向下倾倒，形成倾倒式危岩(图4.2－2)。
图4.2－1 滑移式危岩示意图图4.2－2 倾倒式危岩示意图1、滑移式危岩体计算（1）计算模型图4.2－3 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙)图4.2－4 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙)（2） 计算公式① 后缘无陡倾裂隙（滑面较缓）时按下式计算(cos sin )sin cos W Q U tg clK W Q θθϕθθ--+=+ （4.2.1）式中：V ——裂隙水压力(kN/m)，221w w h V γ=；w h ——裂隙充水高度(m)，取裂隙深度的1/3。
w γ——取10kN/m 。
Q ——地震力(kN/m)，按公式e Q W ξ=⨯确定，式中地震水平作用系数e ξ取0.05；K ——危岩稳定性系数；c ——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍；φ——后缘裂隙内摩擦角标准值(kPa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯通段内摩擦角标准值按长度加权和加权平均值，未贯通段内摩擦角标准值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍；θ——软弱结构面倾角(°)，外倾取正，内倾取负； W ——危岩体自重(kN/m 3)。
危岩崩塌破坏机理及二次破坏研究
张国林;徐智
【期刊名称】《工程技术研究》
【年(卷),期】2018(000)014
【摘要】危岩崩塌破坏机理及崩塌堆积体二次破坏的研究,有利于后续的危岩稳定性分析和防治设计,通过对某危岩崩塌区域进行现场调查,理论分析研究区崩塌落石影响因素、形成条件、形成机理及崩塌模式,为下一步数值模拟提供指导。
本文研究了堆积体高度对坡体稳定性的影响,采用slide5.0计算了堆积体的临界高度,当堆积体高度超过临界高度时,在暴雨工况下会发生失稳,产生二次破坏,应采取相应措施人工降低堆积体高度。
【总页数】3页(P6-8)
【作者】张国林;徐智
【作者单位】[1]中化地质矿山总局云南地质勘查院,云南昆明650206;[1]中化地质矿山总局云南地质勘查院,云南昆明650206
【正文语种】中文
【中图分类】P642.2
【相关文献】
1.危岩楔形块体变形破坏机理研究 [J], 高福德;王亮
2.湖北鹤峰红莲池铁矿反倾岩坡崩塌破坏特征及形成机理分析 [J], 王章琼;晏鄂川;刘骏;任旭斌
3.危岩破坏机理的研究进展 [J], 章涛
4.危岩崩塌破坏机理及二次破坏研究 [J], 张国林;徐智
5.红云金顶变质岩区危岩发育特征及变形破坏机理研究 [J], 顾国辉
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千家岩崩塌(危岩)体特征及稳定性评价摘要：崩塌是斜坡灾害的一种形式，千家岩崩塌（危岩）体在地震、降雨的影响下产生变形破坏，本文通过野外调查，查明千家岩崩塌的基本特征，分析了千家岩崩塌的变形机制及变形趋势，通过对其稳定性进行分析计算，为崩塌治理提供可靠的数据支持。
关键词：崩塌；基本特征；变形机制；稳定性分析一、千家岩崩塌（危岩）体基本特征千家岩崩塌位于四川省都江堰市都江堰市龙池镇栗坪社区，崩塌体发育于龙溪河左岸斜坡上，位于不稳定斜坡下部基岩出露处。
根据本次地面调查，崩塌体后缘有裂缝，根据崩塌体的相对位置、结构组成及崩落方向，将整个区域分为崩塌区以及堆积区。
图1 崩塌BT1全貌照片（1）崩塌区崩塌堆积区地形坡度约38-54°，危岩体岩层产状136°∠68°，与坡面倾向相反，为一反向坡，岩性主要为石炭系（C）灰岩，泥质灰岩，风化、卸荷裂隙发育。
崩塌区长约40m，宽约50m，厚约2-3m，体积6000m3，为一小型岩质崩塌，主崩方向为332°。
（2）堆积区崩塌堆积体长约26m，宽约40m，厚约2-5m，体积3800m3。
崩塌堆积物沿斜坡分布，北东部基岩崩落的大块石分散于斜坡中下部，部分块石滚落至下部机耕道外部，堆积区坡度在20°-35°之间。
崩塌堆积体顺坡堆积形成倒石锥，堆积体结构松散。
由于堆积体位斜坡平台后缘，未见滚落和滑动现象，目前处于基本稳定状态。
二、崩塌（危岩）体变形特征及形成机制经野外实地调查，该崩塌最早出现于5.12地震。
2010年8月，该崩塌在强降雨条件下发生局部垮塌，崩塌方量约260m3，2013年7月9日，受强降雨影响，发生垮塌，方量约320m3。
本次崩塌发生于2017年8月28日强降雨条件下，崩塌体顶部基岩崩落，沿斜坡堆积在斜坡中下部。
岩层产状与坡面倾向相反，崩塌堆积体目前处于整体基本稳定状态。
崩塌后缘右侧为强风化基岩，风化裂隙发育，裂缝一般宽约2-5cm。
