中国地质环境监测院
中国地质灾害防治工程行业协会
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基于倾斜摄影的高位危岩特征获取和稳定性评价

康尘云. 基于倾斜摄影的高位危岩特征获取和稳定性评价——以重庆万州观音山危岩带为例[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2022, 33(5): 66-75. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202203035
引用本文: 康尘云. 基于倾斜摄影的高位危岩特征获取和稳定性评价——以重庆万州观音山危岩带为例[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2022, 33(5): 66-75. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202203035
KANG Chenyun. Feature acquisition and stability evaluation of high dangerous rock mass based on oblique photography: A case study at Guanyinshan in Wanzhou , Chongqing Province[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2022, 33(5): 66-75. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202203035
Citation: KANG Chenyun. Feature acquisition and stability evaluation of high dangerous rock mass based on oblique photography: A case study at Guanyinshan in Wanzhou , Chongqing Province[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2022, 33(5): 66-75. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202203035

基于倾斜摄影的高位危岩特征获取和稳定性评价

详细信息
    作者简介: 康尘云(1995-),男,陕西乾县人,地质工程专业,硕士,工程师,主要从事铁路、公路线路的勘察工作。E-mail:kangchenyun@outlook.com
  • 中图分类号: P642

Feature acquisition and stability evaluation of high dangerous rock mass based on oblique photography: A case study at Guanyinshan in Wanzhou , Chongqing Province

  • 观音山危岩带对拟建恩广高速万开段庙垭隧道、苎溪河特大桥和临近居民构成安全威胁,急需调查治理,但因危岩地处高位,传统调查、评价手段难以实施。通过地质调查、钻孔取样和室内试验获取基础地质信息;利用倾斜摄影对危岩进行识别、几何特征获取和边界条件分析;以赤平投影法和刚体极限平衡法分别进行危岩带、危岩体的稳定性分析;对不稳定危岩单体利用Rocfall软件进行运动学模拟。结果表明:陡崖发育6处主要危岩单体,体积400~5000 m3不等;岩体受2组节理面切割和结构面组合控制,整体稳定性较差,易发生坠落式和倾倒式破坏;其中W3、W6危岩体在暴雨工况下处于不稳定状态,对拟建工程形成滚动冲击,动能为5~12 kJ不等。研究结果可以为观音山危岩治理措施的选型、规模提供设计参数,为高位危岩的调查防治提供参考,对利用航测手段提高传统地质调查效率和精度做出了新思考。

  • 加载中
  • 图 1  万州地区构造纲要图[8]

    Figure 1. 

    图 2  观音山危岩带工程地质平面图

    Figure 2. 

    图 3  危岩演化过程示意图

    Figure 3. 

    图 4  泥岩软弱基座和节理切割

    Figure 4. 

    图 5  三维模型建立

    Figure 5. 

    图 6  三维模型分析

    Figure 6. 

    图 7  危岩W1、W2、W3宏观稳定性分析

    Figure 7. 

    图 8  危岩W4、W5、W6宏观稳定性分析

    Figure 8. 

    图 9  危岩稳定性计算示例

    Figure 9. 

    图 10  危岩W3运动学分析

    Figure 10. 

    图 11  危岩W6运动学分析

    Figure 11. 

    表 1  危岩体发育特征

    Table 1.  Development characteristics of dangerous rocks

    编号分布高程/m形态危岩体尺寸(长×厚×高)/m体积/m3凹腔尺寸(高×深)/m失稳
    模式
    类别
    W1340~386不规则46.0×9.7×12.45532.8814.0×4.7坠落式高位/特大型
    W2345~381长方形24.3×6.2×7.01054.628.5×3.8坠落式高位/特大型
    W3350~380长方形19.4×8.5×9.81616.0211.0×4.0坠落式高位/特大型
    W4280~300不规则13.4×7.2×5.0482.402.0×1.5倾倒式低位/特大型
    W5270~280长方形25.0×6.8×4.5765.001.5×1.2倾倒式低位/大型
    W6280~285长方形22.0×7.0×3.7569.801.0×0.8倾倒式低位/大型
      注:类别划分依据《重庆地质灾害防治工程勘查规范》(DB 50/ T 143—2018)。
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    表 2  岩体物理力学参数

    Table 2.  Physical and mechanical parameters of rock mass

    岩性工况γ
    /(kN·m−3
    c/kPaφ/(°)flk/kPa
    J2s
    砂岩
    天然24.6~25.2737~103432.9~35.1280~580
    暴雨24.9~25.8643~97631.6~34.8220~495
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    表 3  岩体稳定性计算结果

    Table 3.  Rock mass stability calculation results

    编号工况断面面积/m2危岩高度/mFs评价
    W1天然120.312.401.385基本稳定
    暴雨1.162欠稳定
    W2天然43.407.001.741稳定
    暴雨1.368基本稳定
    W3天然83.309.801.169欠稳定
    暴雨0.895不稳定
    W4天然36.005.001.389基本稳定
    暴雨1.102欠稳定
    W5天然30.604.501.483稳定
    暴雨1.169欠稳定
    W6天然25.903.701.083欠稳定
    暴雨0.925不稳定
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    表 4  恢复系数

    Table 4.  Coefficient of restitution

    碰撞系数地面岩性
    坚硬岩、较硬岩较软岩、软岩、极软岩硬土普通土松土
    法向回弹系数Rn0.40.350.30.260.22
    切向回弹系数Rt0.860.840.80.750.65
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    表 5  滚动摩擦系数

    Table 5.  Coefficient of rolling friction

    坡面特征滚动摩擦系数摩擦角/(°)
    光滑岩面、混凝土表面0.30~0.6021.8~31.0
    块石堆积坡面0.55~0.7028.8~35.0
    密实碎石堆积坡面、硬土坡面、
    植被(灌木丛为主)发育
    0.55~0.8528.8~40.4
    软土坡面、植被不发育或少量杂草0.50~0.8526.6~40.4
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    表 6  模拟参数选取

    Table 6.  Selection of simulation parameters

    边坡部位Rn/StRt/Stφ/St粗糙度
    上部基岩裸露区0.4/0.030.86/0.0425.1/0.032.42
    下部堆积区0.3/0.030.84/0.0231/0.023.00
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出版历程
收稿日期:  2021-12-03
修回日期:  2022-07-05
录用日期:  2022-08-17
刊出日期:  2022-10-25

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