贵州山区典型崩塌成因机制与监测预警技术研究

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崩塌是贵州山区常见的地质灾害,具有隐蔽性、突发性和灾难性等特点。本文通过若干典型崩塌实例,总结了贵州山区崩塌的发育特征;以威宁县猴场镇幺岩脚崩塌为典型实例,在阐述其特征及发育条件的基础上,采用静力学方法对采空区顶板、矿柱稳定性以及临空岩墙的稳定条件进行了分析,总结了崩塌的发育模式,并采用3DEC对崩塌成因机制进行了模拟;讨论了典型崩塌的监测指标因素、监测布置原则、预警级别、指标与判据;根据幺岩脚崩塌残留危岩体监测所取得的初步成果和DDA数值模拟,讨论了定量预警指标。具体研究成果如下:(1)倾内上硬下软型高陡坡+地下采空控制形成的崩塌是贵州山区极具典型的崩塌类型。地下采矿及水动态作用是重要的人为和天然的诱发因素。(2)以幺岩脚崩塌为典型,倾倒式崩塌的产生不仅取决于其所处的地质环境,还受坡体结构条件所控制,人类矿产资源开发是最主要的诱发因素。幺岩脚崩塌的形成可以分为自然演化、采煤扰动、采空区塌陷和破坏失稳4个阶段。(3)3DEC模拟表明:在崩塌形成各阶段,坡体结构对坡体内应力调整动向有决定性作用;坡体变形以主控结构面分界,在煤层采空影响范围内的沉降最明显;崩塌岩体破坏失稳的关键是岩墙根部与坡体连接段形成累积性破坏。(4)根据崩塌区域地质环境、崩塌破坏机制等有针对性的选取监测对象和监测点位是很必要的;对未实施专业监测的潜在崩塌应开展群测群防系统建设。(5)崩塌灾害预警层级分为注意(蓝)、警示(黄)、警戒(橙)、警报(红)四级;岩体位移变化、裂缝相对位移、危岩体倾斜变化和关键部位的地声信息是崩塌预警重要的判据指标;提出了确定崩塌预警指标的3种方法。(6)幺岩脚崩塌监测预警工程实践展示了良好的示范性作用。通过初步监测成果,综合力学分析和DDA模拟验证,提出了幺岩脚崩塌的定量预警指标。
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