敦煌莫高窟落石運動特征研究.pdf

1、莫高窟位于西北內(nèi)陸腹地，自然條件惡劣，風化營力強烈。在各種自然因素和人為因素下，莫高窟崖體那些裸露的崖面和崖頂緩坡部位遭受了嚴重的風化侵蝕，出現(xiàn)了落石問題，這不僅影響了洞窟的穩(wěn)定和洞窟內(nèi)文物的安全，也對崖底游客的安全帶來了隱患。國內(nèi)外關于邊坡落石方面的研究主要集中于鐵路、公路等線路工程邊坡落石問題，研究的重點都是由崩塌導致的大型崩塌型落石，針對大型遺址區(qū)的小型落石研究尚不深入，因此，有必要對大型遺址區(qū)內(nèi)的落石問題進行專門研究。
　

2、　本文在前人的研究基礎上，通過落石現(xiàn)場試驗、恢復系數(shù)現(xiàn)場試驗、落石運動軌跡模擬等手段，對莫高窟落石的成因、主要來源區(qū)、運動規(guī)律、風險監(jiān)測等進行了一系列研究。得到以下主要結論：
　?。?）莫高窟落石源區(qū)主要有兩個：崖體上部斜坡和中部侵蝕臺階。崖體上部斜坡上主要發(fā)育轉石型落石，現(xiàn)在是莫高窟景區(qū)落石災害的主要來源；中部侵蝕臺階發(fā)育的剝離型落石主要是由于不同巖組之間、相同巖組內(nèi)部互層間的差異性風化引起的，一旦發(fā)生，后果嚴重，但現(xiàn)在不是景區(qū)

3、內(nèi)落石的主要來源。
　?。?）現(xiàn)場試驗中將莫高窟緩坡上的落石按照形狀劃分為四類：近球體、扁平體、長柱體和長棱體。四種形狀的落石在運動過程中具有共性，均以滾動和彈跳這兩種形態(tài)為主。所有形狀的落石大部分仍然停留在崖頂緩坡上，只有大約20％的落石會一次性運動到崖底的景區(qū)。落石受坡面微地貌影響，落石在下落過程中逐漸向坡面上的沖溝、凹槽內(nèi)匯集。
　?。?）不同質(zhì)量的落石對地形的抗干擾能力不同。大質(zhì)量落石在運動過程中受植被、坡面起伏阻尼

4、的影響相對較小，表現(xiàn)出更大的“抗地形干擾”能力，從而擁有較大的動能和運動距離。小質(zhì)量落石受植被、坡面地貌起伏阻尼的影響更大，運動過程表現(xiàn)出更明顯的隨機性特點。近球體落石在運動過程中水平偏移的距離比扁平體落石的偏移比大；長棱體、長柱體落石的偏移比會隨著其長細比的增加而增加。
　?。?）通過比較最終停止運動點與水平距離的關系，RocFall的模擬結果與現(xiàn)場試驗的結果比較吻合。模擬結果顯示，落石20%一次性滾落崖底，變成了景區(qū)的落石災害