西宁林家崖危岩体变形破坏及运动特征研究

西宁林家崖危岩体变形破坏及运动特征研究

论文摘要

林家崖危岩体位于西宁市北山前缘斜坡地段,这一地区又是西宁人员财产较为集中、崩滑流灾害最为密集、威胁最为重大的地区。由于气候和人类工程活动的影响,近些年,林家崖地区崩塌灾害频繁发生,给这一地区的人民生命财产安全带来了极大的隐患。论文主要以中国地质科学院地质力学研究所项目“青海湟水河流域大型滑坡成灾机理与防治技术研究”为依托。以西宁林家崖危岩体崩塌灾害为研究对象,通过分析危岩体形态和发育特征,研究分析第三系泥岩的工程地质特性,并对危岩体崩塌破坏机理和落石运动特征进行深入研究,进而对西宁林家崖危岩体崩塌危险性分析。主要内容包括:(1)通过工程地质调查,发现林家崖危岩体类型主要是悬挂式和倾倒式两种;林家崖危岩崩塌体的发育不仅与地质环境、地质构造作用密切相关,还是河流侵蚀、降雨、地下水、风化作用、人类活动等多种因素相互作用的结果;易崩地层第三系泥岩与石膏岩互层,卸荷裂隙发育,具有“上硬下软”易崩滑的二元结构;物理实验表明石膏岩易溶蚀,而且力学强度在饱和状态下明显下降,电镜扫描实验显示,风化后石膏岩的微观结构变得极为松散、破碎;林家崖危岩体崩塌破坏可以分为危岩体裂隙发育、危岩体软弱层风化崩解、危岩体失稳崩塌破坏三个阶段。(2)3DEC的林家崖危岩体崩塌过程的数值模拟结果表明:崩塌首先从底部软弱层开始,逐渐扩展到上部,模型监测点的位移曲线表明上部的崩塌落石坠地时的速度大,运动距离较远,产生威胁最大。(3)采用Rockfall Anslyst对林家崖崩塌落石的运动特征及危险性研究。分析发现崩塌落石运动过程可以分为:凌空飞行、速度振荡、滚动加速、滚动减速四个阶段。综合林家崖地区崩塌落石的运动路径、频率、速度、能量、跃高等致灾关键信息,实现了区域崩塌危险性分析。结果显示,林家崖中部为重崩塌灾害危险区,距崩塌陡崖200米以内区域为重灾害区,300米以内的区域为崩塌灾害危险区域,建议危险区内居民应搬迁避让。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  • 1.1 选题背景与研究意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 危岩体的失稳破坏模式
  • 1.2.2 危岩体的稳定性评价方法研究
  • 1.2.3 危岩体崩塌运动特征研究
  • 1.2.4 研究区内研究现状及进展
  • 1.3 研究内容及技术路线
  • 1.3.1 研究内容
  • 1.3.2 技术路线
  • 第2章 研究区工程地质环境
  • 2.1 地形、地貌
  • 2.2 气象
  • 2.3 水文地质
  • 2.3.1 地表水情况
  • 2.3.2 地下水特征
  • 2.4 地层岩性
  • 2.5 易滑地层岩性特征
  • 2.6 新构造运动及地震
  • 2.7 人类活动
  • 第3章 林家崖危岩体发育特征分析
  • 3.1 危岩体类型
  • 3.2 石膏岩的工程地质特性
  • 3.2.1 石膏岩的矿物成分及微观结构
  • 3.2.2 膏岩的强度软化及崩解性
  • 3.3 坡体结构特征
  • 3.3.1 基岩坡体结构
  • 3.3.2 坡面堆积体结构
  • 3.4 危岩体发育影响因素
  • 3.4.1 降雨及地下水对危岩体发育的影响
  • 3.4.2 地震对危岩体发育的影响
  • 3.4.3 风化对危岩体发育的影响
  • 3.4.4 人类活动对危岩体发育的影响
  • 3.5 危岩体崩塌形成过程分析
  • 3.6 崩塌落石的运动轨迹
  • 3.7 本章小结
  • 第4章 基于3DEC的林家崖危岩体崩塌过程模拟
  • 4.1 3DEC离散元软件
  • 4.2 数值计算模型建立及参数选取
  • 4.2.1 3DEC模型的建立
  • 4.2.2 岩体力学参数的选取
  • 4.3 崩塌的运动过程模拟
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 崩塌落石的运动特征及危险性分析
  • 5.1 基于GIS的崩塌落石分析方法
  • 5.2 落石轨迹GIS建模方法
  • 5.3 崩塌落石的运动特征分析
  • 5.4 崩塌灾害防治建议
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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