巖質(zhì)邊坡危巖落石室內(nèi)模型試驗(yàn)研究.pdf

1、我國西南山區(qū)地形條件和地質(zhì)條件都較為復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育。危巖落石作為西南山區(qū)常見地質(zhì)災(zāi)害的一種，每年給各種線性和帶狀結(jié)構(gòu)工程，特別是作為我國主要交通運(yùn)輸方式和全國旅客周轉(zhuǎn)和貨運(yùn)周轉(zhuǎn)的重要工具的鐵路，帶來的國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全損失頗為嚴(yán)重。據(jù)鐵道部統(tǒng)計(jì)，全國鐵路沿線每年平均發(fā)生崩塌落石達(dá)數(shù)千處，危害嚴(yán)重且普遍，是山區(qū)交通工程的重大隱患之一。
　　由于落石本身運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性、不確定性、突發(fā)性且影響因素繁多，許多問題尤其是工程應(yīng)

2、用中如何對落石進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)，需要進(jìn)一步研究，分析問題，找出規(guī)律，提出相應(yīng)處治措施。
　　本文以巖質(zhì)邊坡的落石運(yùn)動(dòng)為研究對象，進(jìn)行了落石室內(nèi)模型試驗(yàn)、落石運(yùn)動(dòng)軌跡及關(guān)鍵參數(shù)理論分析及落石運(yùn)移距離敏感性分析等研究，并對貴廣線羊甲隧道出口處危巖落石災(zāi)害進(jìn)行分析，得到了以下研究成果:
　　(1)以山區(qū)鐵路最常見的復(fù)合式坡形為原型，進(jìn)行了危巖落石室內(nèi)模型試驗(yàn)，主要結(jié)論有:①落石的水平距離以薄片形落石（啟動(dòng)方式為豎向圓盤滾動(dòng)）最大，其次

3、是類球形和方形落石，長條形落石最小。②落石質(zhì)量及坡面特征對水平運(yùn)動(dòng)距離的影響不顯著，但落石質(zhì)量仍與其成一定正相關(guān)。③落石形狀直接影響其橫向偏移能力，長條形、薄片形落石的橫向偏移能力要比類球形、方形落石強(qiáng)，但隨機(jī)性較大。④類球形的沖擊力最大，其次是方形，而長條形與薄片形相差不大。落石質(zhì)量與沖擊力系數(shù)成負(fù)相關(guān)關(guān)系，即沖擊力系數(shù)隨著落石質(zhì)量增大而減小。
　　(2)落石試驗(yàn)表明，長條形、薄片形落石的橫向偏移能力要比類球形、方形落石強(qiáng);此外

4、，99.38％的落石橫向偏移比小于0.25，97.22％的落石橫向偏移比小于0.2，78.70％的落石橫向偏移比小于0.1。由此建議落石的橫向偏移比取值0.3。
　　(3)建立了考慮邊坡坡度、坡高、坡面覆蓋層情況和落石質(zhì)量、形狀五個(gè)因素的落石運(yùn)移距離神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，在獲得落石發(fā)生區(qū)域的上述五個(gè)指標(biāo)時(shí)，即可預(yù)測落石的運(yùn)移距離。
　　基于參數(shù)變化敏感性分析表明:①坡度方面:在41.08°～46.98°范圍內(nèi)，落石的運(yùn)移距離隨著

5、邊坡坡度增加而減小。②坡高方面:落石的運(yùn)移距離與邊坡高度成正比。③坡面覆蓋層方面:坡面覆蓋層強(qiáng)度由1.0增至1.6時(shí)，落石的運(yùn)移距離急劇減小;坡面條件由由1.6增至2.6時(shí)，落石運(yùn)移距離隨之增大而增大;坡面條件由2.6到3.0時(shí)，落石的運(yùn)移距離變化較小，即受其影響很小。④落石質(zhì)量方面:落石的運(yùn)移距離與落石的質(zhì)量成正比。而當(dāng)落石質(zhì)量范圍在[0.22kg，0.30kg]內(nèi)時(shí)，落石的運(yùn)移距離隨落石質(zhì)量的增加趨勢不明顯。⑤落石形狀方面:運(yùn)移距離

6、最大的是類球形落石，方形落石次之;長條形落石的運(yùn)移距離最小;薄片形落石運(yùn)移距離由于受運(yùn)動(dòng)模式影響較大，試驗(yàn)中沒有呈現(xiàn)規(guī)律性差異。
　　此外，對網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)重的研究表明，相關(guān)因素對落石運(yùn)移距離的影響程度從大到小依次為:坡面條件(34.69％)、邊坡高度(23.05％)、邊坡坡度(18.45％)、落石的形狀(14.55％)、落石質(zhì)量(9.26％)。
　　(4)以貴（州）—廣（州）高速鐵路貴陽至賀州段DK171+774～DK172+