【正文】 　 13巖體中主要發(fā)育三組結(jié)構(gòu)面：①巖層面：110176?！?0176。；②順傾節(jié)理面：70176?！?5176。；③側(cè)向節(jié)理面：210176?！?0176。受這三組結(jié)構(gòu)面切割，巖體破碎成形狀不規(guī)則的巖塊，裂隙張開寬度約 1cm～2cm，裂隙結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，縫內(nèi)局部充填粘性土體。坡體前緣被地震松動(dòng)的巖體沿不利結(jié)構(gòu)面或組合面發(fā)生崩落。暴雨、久雨或地震工況下，松動(dòng)巖體會(huì)繼續(xù)崩落，不穩(wěn)定滾石沿坡面往下滾動(dòng)，威脅到下方果園、XX 溝。 危巖體穩(wěn)定性定量分析按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，危巖分類系統(tǒng)多樣，但是，從工程防治的角度按照危巖失穩(wěn)類型進(jìn)行分類更有價(jià)值，可將危巖概化分為滑移式危巖、傾倒式危巖和墜落式危巖3 類。根據(jù)勘查本區(qū)危巖體主要受兩組外傾結(jié)構(gòu)面控制，其失穩(wěn)方式為滑移式，因此選用滑移式危巖體的模式進(jìn)行計(jì)算。（1） 計(jì)算模型 hw圖 52 滑移式危巖穩(wěn)定性計(jì)算示意圖(后緣無陡傾裂隙) 危 巖 體 危 巖 前 緣揚(yáng) 壓 力 U靜 水 壓 力 V地 下 水 位 后 緣 裂 隙危 巖 后 緣 軟 弱 結(jié) 構(gòu) 面Wcosθ inθhwθ圖 53 滑移式危巖穩(wěn)定性計(jì)算示意圖(后緣有陡傾裂隙)（2） 計(jì)算公式① 后緣無陡傾裂隙時(shí)按下式計(jì)算 (cosin)cosWQVtglK??????式中： ——裂隙水壓力(kN/m)， ；V21wh?——裂隙充水高度(m)，取裂隙深度的 1/3。wh——取 10kN/m。? ——地震力(kN/m)，按公式 確定，式中地震水平作用系數(shù)本區(qū) 取 ； QeQW???e? ——危巖穩(wěn)定性系數(shù)；K——后緣裂隙粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；當(dāng)裂隙未貫通時(shí)，取貫通段和未貫通段粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值c按長度加權(quán)和加權(quán)平均值，未貫通段粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值取巖石粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值的 倍； ——后緣裂隙內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；當(dāng)裂隙未貫通時(shí)，取貫通段和未貫通段內(nèi)摩擦角標(biāo)?準(zhǔn)值按長度加權(quán)和加權(quán)平均值，未貫通段內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值取巖石內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值的 倍； ——軟弱結(jié)構(gòu)面傾角(176。)，外傾取正，內(nèi)傾取負(fù)；? ——危巖體自重(kN/m 3)。W② 后緣有陡傾裂隙時(shí)，滑移式危巖穩(wěn)定性按下式計(jì)算： (cosinsi)coWQVtgclK?????????式中符號(hào)同前。（3）計(jì)算參數(shù)：a．危巖體物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)取樣室內(nèi)資料，危巖體天然重度取 ，危巖體飽和重度取 ，由于勘查區(qū)內(nèi)無條件進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場對(duì)危巖的調(diào)查后反復(fù)分析，危巖體裂隙面大多平直光滑，呈微張狀，部分泥質(zhì)充填，裂隙面結(jié)合差，裂隙抗剪強(qiáng)度低，查《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB503302022）表 ，綜合確定，裂隙抗剪強(qiáng)度為：內(nèi)摩擦角取 18～27176。，粘聚力40～47kPa，對(duì)于降雨影響采用降雨工況的下的 C、φ 值和重度。裂隙水壓力按裂隙蓄水能力和降雨情況確定。表 51 崩塌源物理力學(xué)參數(shù)建議值工況 1 天然狀態(tài) 工況 2 飽和狀態(tài) 工況參數(shù) 重度(KN/m3) C（kPa） φ(176。) 重度(KN/m3) C（kPa） φ(176。) 　 14砂巖 45 27 39 20b．幾何形狀參數(shù)幾何形狀參數(shù)主要包括巖體重心、面積及與基座接觸面傾角等，可從計(jì)算剖面中量取。c．裂隙和滑動(dòng)面參數(shù)裂隙和滑動(dòng)面參數(shù)組要包括后緣裂隙深度、裂隙充水深度、滑動(dòng)面長度、滑動(dòng)面傾角、裂隙粘聚力和內(nèi)摩擦角等，主要從計(jì)算剖面中量取和采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（4） 計(jì)算工況取三種工況進(jìn)行計(jì)算分析：天然狀態(tài)（自重+ 裂隙水壓力，其中裂隙充水高度取取裂隙深度的 1/5～1/2）；暴雨?duì)顟B(tài)(飽和自重+ 裂隙水壓，其中裂隙充水高度取取裂隙深度的 1/2～2/3)；地震狀態(tài)（自重+ 裂隙水壓力+ 地震力, 其中裂隙充水高度取取裂隙深度的 1/5～1/2）。（5）計(jì)算結(jié)果通過計(jì)算依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T02182022)中危巖體穩(wěn)定程度等級(jí)劃分表 52，危巖體在工況 3 狀態(tài)下穩(wěn)定性為穩(wěn)定，在工況 2 狀態(tài)下穩(wěn)定性為基本穩(wěn)定，穩(wěn)定系數(shù)及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)見表 53。表 5－2 危巖穩(wěn)定性程度劃分表 危巖穩(wěn)定狀態(tài)危巖類型 不穩(wěn)定 欠穩(wěn)定 基本穩(wěn)定 穩(wěn)定滑塌式危巖 K＜ ≤K＜ ≤K＜ K≥墜落式危巖 K＜ ≤K＜ ≤K＜ K≥傾倒式危巖 K＜ ≤K＜ ≤K＜ K≥表 53 三種工況下危巖體穩(wěn)定系數(shù)及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)危巖號(hào)工況 危巖體穩(wěn)定系數(shù) 穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 穩(wěn)定穩(wěn)定系數(shù) 穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 基本穩(wěn)定穩(wěn)定系數(shù) 工況三穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 穩(wěn)定 破壞后的運(yùn)動(dòng)計(jì)算 運(yùn)動(dòng)形式危巖體發(fā)生破壞，其運(yùn)動(dòng)方式受下部斜坡的物質(zhì)組成、邊坡坡角等的影響，運(yùn)動(dòng)距離各不相同。根據(jù) RMSpang（1978）的研究成果，崩落體只有坡度角小于一定臨界值（約 27176。）時(shí)，才停積于崖腳，隨坡度角增大，可分別表現(xiàn)為滑動(dòng)、滾動(dòng)、跳躍和自由崩落等方式，大部分或全部堆積于坡腳（圖 54） 。1)落距計(jì)算石塊在斜坡上的運(yùn)動(dòng)形式是比較復(fù)雜的，既有滑動(dòng)、滾動(dòng)還有跳躍運(yùn)動(dòng)，甚至在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中三者兼而有之。根據(jù)能量守恒定律，在物體下落過程中動(dòng)能的增加等于勢能的減少，機(jī)械能的總量保持不變。即：Ep+Ek=恒量mgh=1/2mv2根據(jù)地形剖面可計(jì)算出斜坡坡度 β 和碰撞時(shí)的切向速度 Vt 與法向速度 Vn,即：Vn=V?sinβVt=V?cosβ 　 15危巖 12 停 止 與 坡 腳27 滾 動(dòng)34滾 動(dòng)5 滾 動(dòng) 、 跳 躍63跳 躍7 自 由 崩 落176。176。176。圖 44 危巖崩塌破壞運(yùn)動(dòng)圖示落石與斜坡松散層坡面的法向碰撞可認(rèn)為是塑性碰撞，所以 Vn=0。切向碰撞參考 Hungr 等人的研究，切向損失率采用 10%，即落石第一次在斜坡上碰撞后維持其繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為1/2m()2。塊石在斜坡上的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)是以滾動(dòng)和滑動(dòng)為主的綜合形式運(yùn)動(dòng)，其摩擦角稱為綜合摩擦角。根據(jù)功能原理，落石的勢能變化等于動(dòng)能變化和克服摩擦所做的功： ∑mg△h i=1/2m(Vi2Vt2)+ ∑mgcosd i?tgΦ?L i式中：Vi——落石在斜坡面上任意位置處所具有的速度di——各直線段斜坡的平均坡度△h i——各直線段斜坡的鉛直高度Φ——落石與坡面的綜合摩擦角Li——各直線段斜坡的長度當(dāng)末速度 Vi=0 時(shí)，可求得∑L i，而∑L icosdi就是崩塌的最大水平運(yùn)動(dòng)距離。根據(jù)危巖分布的坡體結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合危巖體已發(fā)生的崩塌落石進(jìn)行反算、類比，危巖崩塌體最大水平落距 110m，最大垂直距離 80m，與現(xiàn)場調(diào)查情況基本吻合。 運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算崩塌落石下落的最終速度不僅與開始崩落的高度有關(guān)，而且與崩塌體的體積、重量有關(guān)。另外非直落式落石的運(yùn)動(dòng)還與山坡的坡度以及坡面上的被都有密切關(guān)系。現(xiàn)以 WY1 危巖體為例進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于崩塌落石的速度計(jì)算，按折線形山坡( 圖 45)計(jì)算。此計(jì)算圖適用于折線形山坡，各坡段的坡度角 α 為 30176?！?0176。，各段的長度超過 10m，相鄰的坡度 α 相差 5176。以上。最后兩段坡面 (CD 及 DE 段)采取滾動(dòng)摩擦方法進(jìn)行計(jì)算。 α 12α 3α 4αH34圖 45 折線山坡崩塌落石速度計(jì)算圖其中最高一個(gè)坡段的速度按下式計(jì)算: (31)2gH???? 。 (32)1ckt??2g?? 式中:H 一石塊墜落高度(m)。 g 一重力加速度( )。 一山坡坡度角(176。)。2ms? K—石塊沿山坡運(yùn)動(dòng)所受一切有關(guān)因素綜合影響的阻力特性系數(shù)，可采用表 44。所列公式計(jì)算。表 54 阻力特性系數(shù) K 值計(jì)算公式表順序 山坡坡度角 K 值計(jì)算公式1 0176。~30176。 ???2 30176。~60176。 ? 　 163 60176。~90176。 ????注: K 值計(jì)算公式可用于下列各種山坡: 1. 基巖外露的山坡；045??2. 35176?！?0176。基巖外露，局部有草和稀疏灌木的山坡；? 3. 30176?！?5176。有草，稀疏灌木，局部基巖外露的山坡；4. 25176?！?0176。有草,稀疏灌木的山坡。其余坡段終端速度按以下公式計(jì)算: (33)2 220 01()()(1c)()j iii iiighKtH????????式中: —石塊運(yùn)動(dòng)所考慮坡段的起點(diǎn)的初速度，可按不同情況考慮:0 ； ；(1)()011cos(ii ijiii???? ????（ ） （ ）時(shí) ， 則 ） (1)()01ii iji??? ???（ ） （ ）時(shí) ， 則 —所考慮坡段的坡度角 (度)。 —為相鄰的前一段坡度角(度)。 —石塊在前一()i (1)i 1ji??（ ）坡段終端的運(yùn)動(dòng)速度( )。2/sm從危巖體的坡面和周圍的植被來看,崩塌點(diǎn)為松散的堆積層、堆積層,有草,局部基巖出露的折線行坡。 ABCDE圖 56 崩塌落石計(jì)算示意圖首先，在斜坡的上部，崩塌體主要為滑落式下降，在崩塌體下落的坡面上有少量的第四紀(jì)崩塌堆積物，按照坡形和巖性的變化，現(xiàn)將巖石崩落劃分為三個(gè)階段；崩落坡度：， 。分段計(jì)算過程如下：00683ABBC???00314BCCD??? AB 段：坡度取 50176。計(jì)算，斜坡垂直距離為 15m，崩落的摩擦系數(shù)=，??由于本階段為落石發(fā)生的第一個(gè)階段，因此巖石運(yùn)動(dòng)速度按(3l)公式計(jì)算: 2(1c)()?????????? BC 段：坡度為 33176。，斜坡垂直距離為 ，崩落的摩擦系數(shù) =， ???011cos(ijiii????? ?（ ） （ ） ） =(683)=根據(jù)公式按(33)公式可以計(jì)算得在本階段崩塌體運(yùn)動(dòng)的末速度為: 2 20())).()?????? CD 段：坡度為 14176。，斜坡垂直距離為 ，斜長 ,以滾動(dòng)為主，采用下面的方法進(jìn)行計(jì)算：按動(dòng)力學(xué)得：（方向與速度方向一致為正）sincosagk???崩落的摩擦系數(shù) =， ???2022cos(ijiii????? ?（ ） （ ） ） =(314)= m/???DE 段：坡度為 ，長 ,以滾動(dòng)為主：0摩擦系數(shù) =， .4103K???2059(4)?????? 3)落石騰越計(jì)算落石騰越計(jì)算主要是求算石塊運(yùn)動(dòng)軌跡與山坡面的最大偏離，從而確定攔截建筑物的高度和建筑物與山坡坡角間的最小距離。落石的運(yùn)動(dòng)形式在理論上可以按照質(zhì)點(diǎn)或球體在斜坡上的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線來表示(見圖 57)，因此落石運(yùn)動(dòng)時(shí)距離斜坡面的最大距離可以計(jì)算。 　 17 圖 57 運(yùn)動(dòng)軌跡曲線 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，巖石在向下崩落的過程中，應(yīng)該是第一次碰撞時(shí)與斜坡面的距離是最大的。攔截建筑物通常設(shè)在緩坡段，三個(gè)坡段中 BC 段比較緩。崩塌體在斜坡 BC 段的初速度為。其運(yùn)動(dòng)軌跡的方程式為: （34）20cotsingxyv??? 式中: 一崩塌體在該斜坡面的初速度；β 一巖石的反射速度方向與 Y 軸的夾角；g 為重力0加速度。 據(jù)此計(jì)算出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡在水平方向斜坡上距離斜坡的最大距離為: （35）220max(tncot)1vLg????? （36）axtH 首先進(jìn)行 β 的計(jì)算: 03320(1)20(1)45458..iv?????????? 因此，2220220max(tncot)(tan3cot.)..1L mg??? ???? （4）撞擊能量計(jì)算以 CD 段及 DE 段末端的運(yùn)動(dòng)速度分別計(jì)算其動(dòng)能。在此時(shí)落石的動(dòng)能為： 取落石的體積為 179。，密度 ， ，3250/kgm??(CD)?()?則： ； J??動(dòng) ()； 2535k?動(dòng) ()從計(jì)算結(jié)果看，危巖失穩(wěn)時(shí)，對(duì)坡下果林的破壞的能量是較大的，與坡體上以及坡中部樹木