地震荷载下危岩运动特征的模拟研究

作者：周月智; 刘红岩^*; 李俊峰; 祁小博; 陈红旗

来源：工程地质学报, 2021, 29(05): 1387-1400.

DOI：10.13544/j.cnki.jeg.2021-0050

• 落石
• 运动特征
• 地震荷载
• 非连续变形分析方法(DDA)

西南地区地形复杂,位于地震高发区域。为了进一步研究该区域地震作用下落石的运动特征,以我国九寨沟景区内荷叶寨后山危岩带2为例。首先研究危岩带2中单一危岩体在自重荷载下的失稳情况,分别采用Roc Fall和非连续变形分析方法(DDA)进行模拟,结果表明:DDA和Roc Fall的模拟结果相近。DDA中落石水平位移模拟结果为210.6 m,Roc Fall中大部分落石水平位移分布在205 m附近。鉴于Roc Fall的局限性,采用DDA方法继续研究地震作用下危岩体的密度、高度、体积和地震波峰值加速度等因素对落石运动特征如运动轨迹、水平位移和速度的影响规律,并监测落石在坡脚附近的最大弹跳高度。研究结果表明:(1)危岩带2所处边坡自然坡角范围为65°～75°,落石在坡面上加速,在高程约2292 m(与居民区相对高差约为132 m)处发生抛射,运动方式以滚动、碰撞、弹跳为主;(2)岩体软弱结构面的贯通时间随落石密度、体积以及地震波峰值加速度增大而减小;(3)峰值速度随边坡高度、体积及地震波峰值加速度增大而增大;(4)水平位移随落石密度、边坡高度及地震波峰值加速度增大而增大;(5)坡脚处落石最大弹跳高度随各因素变量增大而增大。继续研究内部存在节理裂隙的岩体(3条平行节理将危岩分为K1～K4部分)在地震荷载下的运动特征:(1)在地震荷载作用下,危岩沿节理面发生倾倒破坏,落石水平位移模拟结果为191.5～243.8 m;(2)落石在坡脚附近的最大弹跳高度范围为0～13.8 m。

• 单位
  中国地质环境监测院; 中交第一航务工程勘察设计院有限公司; 中国地质大学（北京）