【摘要】：巖崩事件作為一種破壞性強(qiáng)、危害性大、監(jiān)測難度高、影響范圍廣同時(shí)伴隨小型地震發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害,一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn),其失穩(wěn)機(jī)制更是研究此類災(zāi)害的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。本文以頭寨巖崩災(zāi)害為例,通過現(xiàn)場調(diào)查與室內(nèi)巖石樣品剪切試驗(yàn),以聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)、微震監(jiān)測技術(shù)以及高速攝像機(jī)監(jiān)測技術(shù)作為監(jiān)測手段,對(duì)頭寨巖崩鎖固段動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)理及震動(dòng)破裂加速度進(jìn)行研究,通過重正化群理論計(jì)算頭寨巖崩失穩(wěn)的臨界加速度并分析其失穩(wěn)破壞模式。結(jié)果表明:(1)對(duì)頭寨巖崩的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征進(jìn)行研究,頭寨巖崩具有高速(最大速度達(dá)87m/s)、遠(yuǎn)程(最遠(yuǎn)運(yùn)移距離為3.5km)、低視摩擦角(H/L=0.237)的運(yùn)動(dòng)特征。其中對(duì)頭寨堆積體及碎屑流波及范圍進(jìn)行調(diào)查,在剪出口上游發(fā)現(xiàn)一面積約為150m~2的新鮮峨眉山玄武巖鎖固段露頭,呈階梯狀,說明鎖固段失穩(wěn)證據(jù)充分。對(duì)頭寨巖崩堆積體巨塊石的等效直徑以及堆積位置并對(duì)細(xì)顆粒的級(jí)配特征調(diào)查發(fā)現(xiàn),巨塊石多集中分布于堆積體中下部,等效直接多為1~2m,并有少量等效粒徑為6~7m的巨塊石分布在堆積扇位置。同時(shí)細(xì)顆粒篩分試驗(yàn)表明,從剪出口位置到堆積扇位置,細(xì)顆粒級(jí)配特征基本相同。同時(shí),頭寨巖崩的發(fā)生伴隨震級(jí)約為3.5級(jí)的地震事件,以上研究均表明頭寨巖崩的發(fā)生過程所攜帶的能量巨大,并且在很大程度上是其源巖體動(dòng)力失穩(wěn)的結(jié)果,而非傳統(tǒng)意義上的下滑力超過抗滑力的緩慢蠕滑結(jié)果。(2)為查明鎖固段動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)制,分別對(duì)5×5×5cm和13×13×13cm玄武巖和花崗巖巖石樣品進(jìn)行剪切試驗(yàn),并以聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)和微震監(jiān)測技術(shù)作為監(jiān)測手段。聲發(fā)射試驗(yàn)結(jié)果表明巖石樣品的破壞分為初始?jí)好�、彈性變形、塑性變形、非穩(wěn)定拓展四個(gè)階段。同時(shí),巖石樣品的破壞可以分為兩種情況,一種為巖石樣品僅產(chǎn)生一到兩次破壞,且破壞產(chǎn)生的能量均較大;另一種為巖石樣品產(chǎn)生多次破壞,且每次破壞產(chǎn)生的能量較小,即“爆胎型失穩(wěn)”和“慢撒氣型失穩(wěn)”。事實(shí)證明,只有“爆胎型”失穩(wěn)才能產(chǎn)生類似巖崩的災(zāi)變型地質(zhì)災(zāi)害。微震監(jiān)測試驗(yàn)表明,巖石樣品破壞產(chǎn)生的最大加速度達(dá)40g,解釋了巖崩災(zāi)害發(fā)生伴隨地震這一現(xiàn)象。試驗(yàn)采用剪切縫寬度為“1cm”和剪切縫寬度為“5cm”兩種夾具,試驗(yàn)結(jié)果表明不同剪切縫寬度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大,結(jié)合頭寨巖崩現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果,剪切縫寬度為“5cm”的巖石樣品與頭寨巖崩的實(shí)際情況更為相符。通過高速攝像機(jī)監(jiān)測巖石樣品的破壞過程發(fā)現(xiàn),巖石樣品的破壞均從巖石樣品的端部開始,并向另一側(cè)貫通,最終巖石樣品破壞。同時(shí)巖石樣品破壞產(chǎn)生的裂紋并非是統(tǒng)一的剪切破裂面,而是雁行張裂構(gòu)成的剪切破碎帶,與頭寨鎖固段的階梯狀地貌吻合。(3)通過直接計(jì)算方法并結(jié)合頭寨巖崩實(shí)際情況計(jì)算頭寨巖崩鎖固段失穩(wěn)的峰值加速度分別為1.4×10~4m/s~2(剪切縫寬度5cm)和3.4×10~5m/s~2(剪切縫寬度1cm)。采用重正化群理論計(jì)算巖石樣品破壞的臨界破壞概率,并結(jié)合頭寨巖崩的實(shí)際情況計(jì)算頭寨巖崩鎖固段失穩(wěn)破壞的臨界加速度為7.02×10~4m/s~2(剪切縫寬度1cm)和2.98×10~3m/s~2(剪切縫寬度5cm)。并建立了鎖固段破壞過程的破壞模式,提出鎖固段破壞機(jī)制為串聯(lián)式瞬時(shí)脆性失穩(wěn)機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P642.21
【圖文】：

云南昭通頭寨巖崩地理位置

育的巖層為二疊系峨眉山玄武巖，這套巖系廣泛分菱形分布，覆蓋面積達(dá) 30×104km2，二疊系峨眉山玄元，同時(shí)經(jīng)常成為大型高陡邊坡工程的工程邊坡。圖 2-2 頭寨巖崩全景

塞巖崩工程她質(zhì)圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2743644