群發(fā)性崩塌災害演變理論.pdf

1、危巖（Perilous rock）是指位于陡崖或陡坡上被巖體結構面切割且穩(wěn)定性較差的巖石塊體，其形成、失穩(wěn)與運動屬于邊坡地貌動力過程演化的主要形式之一。位于陡崖上的危巖崩塌具有群發(fā)性和規(guī)律性。 本文分別從地貌學和力學角度解釋了群發(fā)性危巖崩塌的規(guī)律。本文主要內(nèi)容為： （1）基于現(xiàn)場調(diào)查，根據(jù)幾個典型的陡崖地貌形跡結合地貌分析原理，驗證了三峽庫區(qū)危巖鏈式規(guī)律，包括危巖從坡腳向坡頂逐漸崩落的微觀鏈和從臨空面向山體內(nèi)部后退的宏觀

2、鏈： 危巖鏈式規(guī)律可分為僅有一個宏觀鏈簡單模式和多個宏觀鏈同時發(fā)育的復合嵌套模式； 陡崖坡腳巖腔的形成過程及其卸荷效應是三峽庫區(qū)危巖鏈式規(guī)律的孕育源。 （2）根據(jù)構造應力場與結構面的關系揭示了危巖主控結構面的形成機制。 基于斷裂力學基本原理得到了危巖主控結構面應力強度因子計算方法。通過定義主控結構面裂端損傷區(qū)，運用損傷力學方法建立了裂端損傷區(qū)的即時泊松比和即時彈性模量的計算方法，并據(jù)此構建了主控結構面裂端

3、損傷模型。 由11種不同貫通率砂漿試件做直剪試驗，獲得了C、（）值與貫通率之間的非線性實驗曲線，據(jù)此建立了考慮不同貫通率和防治工程安全等級的危巖主控結構面C、（）值計算方法，即貫通率法。 （3）危巖體的形成時間主要由巖腔的形成時間和主控結構面的貫通時間決定。 根據(jù)現(xiàn)場觀測發(fā)現(xiàn)泥巖風化具有顯著的壓裂特點，泥巖壓裂風化速度是自然狀態(tài)下風化速度的2～7倍； 運用地貌分析法提出了巖腔后壁平行后退的演化模型，通過有

4、限元數(shù)值模擬初步揭示了巖腔后壁頂部豎向位移及腳部壓應力隨巖腔深度增加而近似線性增大的規(guī)律。 危巖主控結構面的臨界長度形成時間包含自重作用下的蠕變擴展時間和裂隙水疲勞作用下的疲勞斷裂時間。 （4）為了研究群發(fā)性崩塌規(guī)律的力學過程將其分為微觀鏈的相互作用力學機制研究和多個宏觀鏈耦合作用下的陡崖后退力學演繹。 對于單個宏觀鏈中采用危巖塊體的轉角衡量危巖塊之間的相互作用，首先計算出不考慮相互作用時危巖塊的轉角，然后運用能

5、量守恒原理得到各個危巖塊相互作用后的實際轉角計算方法，據(jù)此由轉角建立了各個危巖塊的等效彎矩計算公式。 基于斷裂力學和損傷力學原理得到了各危巖塊崩落時間的計算方法。對于多個宏觀鏈耦合作用下的陡崖以各層危巖體撓度為中間變量，基于極限平衡理論建立了各層危巖體之間相互作用荷載的計算方法； 引入廣義kelvin蠕變斷裂模型，建立了考慮危巖蠕變效應的危巖斷裂強度因子計算方法，根據(jù)危巖體破壞判別因子可判別危巖體所處的力學性態(tài)。