單體危巖崩塌定量計算方法與治理設(shè)計中的應(yīng)用

1、<p>　　單體危巖崩塌定量計算方法與治理設(shè)計中的應(yīng)用</p><p>　　摘要:危巖是山丘地區(qū)陡高邊坡主要的地質(zhì)災(zāi)害類型之一，多組巖體結(jié)構(gòu)面相互組合構(gòu)成穩(wěn)定性較差的巖體稱為危巖體，危巖體失穩(wěn)、運(yùn)動即為崩塌。本文以駝梁地區(qū)危巖崩塌體為例，提出了定量計算危巖崩塌的風(fēng)險評價方法，可為危巖崩塌災(zāi)害影響區(qū)的城鎮(zhèn)建設(shè)和規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，從而有效地規(guī)避風(fēng)險和減災(zāi)防災(zāi)。 </p><p>　　

2、關(guān)鍵詞：危巖崩塌風(fēng)險評估崩塌發(fā)生可能性系數(shù) </p><p>　　中圖分類號：O434.19 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號： </p><p>　　Abstract：Unstable rock is the hilly areas of high slope geological disasters in one type of rock mass structure surface combi

3、nations with each other to constitute a poor stability of the rock known as a dangerous rock mass. Dangerous rock mass instability sports is the collapse. Tuoliang unstable rock collapse in body, for example, quantitativ

4、e risk assessment method to calculate the unstable rock collapse, provide a scientific basis for urban construction and planning of disaster-affected zone </p><p>　　Keywords: collapse of unstable rock；risk a

5、ssessment; the possibility of collapse occurred factor </p><p><b>　　1、引言 </b></p><p>　　目前，針對崩塌災(zāi)害的研究工作主要集中于崩塌的形成和破壞機(jī)理研究、勘查評價、治理技術(shù)手段等方面，風(fēng)險評估主要集中于對崩塌災(zāi)害的小比例尺區(qū)域性風(fēng)險評估，對單體災(zāi)害風(fēng)險評估的研究較少。本文以河北省

6、駝梁地區(qū)危巖崩塌災(zāi)害為例，采用一種較新的計算方法，對危巖失穩(wěn)的發(fā)生概率進(jìn)行研究，是一種更為精準(zhǔn)的判別方法。 </p><p>　　2、地質(zhì)災(zāi)害評估量化指標(biāo)的確定及影響機(jī)制分析 </p><p>　　2.1 衡量巖體崩塌的定量指標(biāo)的確定 </p><p>　　由崩塌發(fā)生的機(jī)理分析可知，影響崩塌的因子可分為：○1陡坡巖體分離結(jié)構(gòu)體的形狀因子；○2分離結(jié)構(gòu)體的空間位置因子

7、；○3緩傾結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀因子。 </p><p>　　○1結(jié)構(gòu)體的形狀因子 </p><p>　　如圖1所示，如果用h、B和L代表平行六面體的垂直高度、垂直于坡面方向的寬度和在斜坡走向上的長度，h愈大，分離體傾倒力臂越大，B愈大抵抗分離體向臨空方向翻滾的力矩愈大，所以 可以表征幾何尺寸對分離體發(fā)生翻倒難易和制約機(jī)制。 </p><p>　　圖1緩傾結(jié)構(gòu)面傾向山體的崩塌

8、體示意圖質(zhì) </p><p>　　○2分離結(jié)構(gòu)體的空間位置因子 </p><p>　　由于結(jié)構(gòu)體所處的位置離坡腳愈高，同一地震烈度及地震力下水平位移愈大，水平運(yùn)動的動量愈大，相反，抵抗這種水平運(yùn)動的是巖體的質(zhì)量m= LBh。若分離體所在的坡高為n，則n/ LBh表示了分離結(jié)構(gòu)體空間因子的一個側(cè)面。設(shè)L=1，把崩塌體簡化為平面問題，單位體積的量m= Bh。有時，陡坡巖體分離結(jié)構(gòu)體處于懸空狀態(tài)

9、，如果分離體懸空部分的寬度為b，則懸空對崩塌產(chǎn)生的影響為 。綜合上述兩種空間位置影響因素，則崩塌分離體的空間位置因子應(yīng)為： 。一般情況下常常無懸空條件，當(dāng)b=0時，則空間位置因子： </p><p>　　○3緩傾結(jié)構(gòu)面傾角因子 </p><p>　　前以述及，斜坡的穩(wěn)定性很大程度上受緩傾結(jié)構(gòu)面控制，根據(jù)野外觀察所發(fā)生這類地質(zhì)條件下，坡角是發(fā)生崩塌的有利因素，緩傾反傾角為不利因素，故緩傾結(jié)構(gòu)

10、面傾角因子： </p><p><b>　　○4地震烈度因子 </b></p><p>　　地震是任何地質(zhì)條件下巖體失穩(wěn)的至關(guān)重要的因素。地震對崩塌發(fā)生的主要影響是對分離體產(chǎn)生附加水平地震力的作用，即其它影響因素都對崩塌體產(chǎn)生作用的同時，還增加了水平地震力的作用。故地震烈度因子應(yīng)為：K3=1+ </p><p>　　綜合以上3個影響因子對崩塌的

11、作用，衡量地質(zhì)環(huán)境條件的綜合指標(biāo)Kb應(yīng)表示為： </p><p>　　當(dāng)分離結(jié)構(gòu)體無懸空問題時b=0，這是最普遍的地質(zhì)邊界條件。發(fā)生崩塌綜合因子為： </p><p>　　上式中 為水平地震系數(shù)，可查表獲得其它參量。為使用該因子的概念明確，可稱該綜合因子為崩塌發(fā)生可能性系數(shù)。 </p><p>　　我們將上式用現(xiàn)場發(fā)生崩塌地段的崩塌堆積及其發(fā)生地點(diǎn)來校核，包括本次現(xiàn)

12、場崩塌調(diào)查去檢驗(yàn)，該式與實(shí)際發(fā)生崩塌結(jié)果相符。多個崩塌現(xiàn)場檢驗(yàn)計算結(jié)果可總結(jié)為表1所列的幾種發(fā)生崩塌難易程度分級界限。 </p><p>　　實(shí)際上對于同一質(zhì)條件下， 等地質(zhì)參數(shù)可以認(rèn)為是常量： </p><p><b>　　即 </b></p><p>　?。?）說明，對于地質(zhì)條件一定的區(qū)域，發(fā)生崩塌的可能性則取決于崩塌體的所處坡高和寬度尺寸

13、。 </p><p>　　2.2 崩塌發(fā)生可能性的判別 </p><p>　　利用上述崩塌發(fā)生可能性指數(shù)，經(jīng)本次和以往現(xiàn)場對崩塌的堆積和危巖體的地質(zhì)調(diào)查與各個因子狀況核對，初步給出經(jīng)驗(yàn)判別表。 </p><p>　　表1：崩塌發(fā)生可能性系數(shù)對崩塌發(fā)生可能性判別表 </p><p><b>　　指 數(shù) 范 圍 </b>&l

14、t;/p><p>　　崩塌可能性 崩塌發(fā)生可能性大 崩塌發(fā)生可能性中等 崩塌發(fā)生可能性小 </p><p><b>　　3、工程實(shí)例 </b></p><p><b>　　3.1 工程條件 </b></p><p>　　以河北駝梁山區(qū)為例，滑坡地帶為基巖裸露區(qū)，全區(qū)為太古界條帶狀混合巖系覆蓋，該混合巖中

15、偶見斜長角閃巖帶狀殘留體。本區(qū)東鄰呈NNE走向的太行山山前斷裂帶，新華夏構(gòu)造形跡分布廣，以斷層或壓扭性擠壓破碎帶為主，深切沖溝與其構(gòu)造線相吻合。 </p><p>　　3.2 關(guān)于參數(shù)取值問題 </p><p>　　該區(qū)包括山體、沖溝兩個地質(zhì)單元。共有3處可能崩塌體，按“地質(zhì)災(zāi)害評估規(guī)范”地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性指數(shù)計算公式： </p><p>　　Y=0.62D+0.3

16、8R ………………………………………（2） </p><p>　　式中，D―地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度指數(shù)； </p><p><b>　　R―降水量指數(shù)。 </b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，按“地災(zāi)評估”規(guī)范表3給定的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度5級標(biāo)準(zhǔn)確定為屬于“地質(zhì)環(huán)境較復(fù)雜”級，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度指數(shù)D的基本分值為0.75，附加分值為0.00

17、6；降水量指數(shù)由多年平均降水量800mm和最大日降水量95mm，確定降水量指數(shù)R為0.825。求得：Y=0.71 </p><p>　　故按地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性指數(shù)確定“可能性中等”。 </p><p>　　此外，按前面總結(jié)提出的崩塌發(fā)生可能計算式（1），把該區(qū)3處崩塌危巖體逐一計算，其結(jié)果列于表2。 </p><p>　　表2 該區(qū)崩塌發(fā)生系數(shù)計算結(jié)果表 </

18、p><p>　　按表2崩塌發(fā)生指數(shù)該區(qū)發(fā)生崩塌的可能性為中等，與由規(guī)范計算出的結(jié)論相同。 </p><p><b>　　5、結(jié)語 </b></p><p>　　本文中提出的針對危巖崩塌的風(fēng)險評價方法，并以駝梁地區(qū)危巖崩塌為例進(jìn)行了風(fēng)險評價，該區(qū)段治理施工后穩(wěn)定性良好，沒有發(fā)生任何崩塌災(zāi)害跡象。所采用的技術(shù)方法和研究思路對于其他危巖崩塌的風(fēng)險評價具有

19、一定的參考價值和借鑒意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] Oldrich Hungr. A review of the classification of landslides of the flow type[J]. Environmental and Engineering Geoscience,2001,17: