北京红星村危岩发育特征与稳定性评价研究

评价进行有效的判断，进而采取有效的工程防护措施[3，7，9]，是山区经济建设中的亟待解决的问题[5]。本文从危岩的形成、发展及稳定性进行研究。

1 研究区概况

研究区地处华北平原与燕山山脉的过渡地带，境内山峦起伏，东、西、北三面群山连绵，中部低缓，西南开阔，海拔在300-700米之间，属低山地貌[1];出露岩石类型以中-高级变质岩为主，主要有片岩、变粒岩，变质原岩主要以基性-中性火山岩为主，成层性好，岩石坚硬，抗风化能力强。区内地层岩性单一，产状稳定，未见明显破碎带等構造现象[7]，整体较为稳定，但距张家坟─山神庙断裂距离较近，受区域构造应力影响，节理裂隙较为发育;区内属暖温带季风型大陆性半湿润半干旱气候区，夏季炎热多雨，年际降雨量悬殊，年内降雨量不均衡，降雨主要集中在7、8月份，多见短时暴雨，节理裂隙的高陡变坡，雨水灌入裂隙，增加了裂隙的静压力，加之风化作用，易引起边坡掉块及局部垮塌[7-10]。

2 危岩体分布及结构特征

2.1 危岩体规模与分布

研究区呈南侧高，北侧略低态势，边坡长度约为90m，边坡走向170°，相对高差23m，边坡呈近直立状，岩体表面0.1-0.4m厚度范围内部分已成碎块状，坡脚处可见掉落的块石，边坡呈陡崖状，研究区内基岩裸露，岩体在节理、裂隙等构造作用切割下，破碎成危岩块体，地表可见崩塌的碎石，根据危岩、浮石的分布情况，区内共圈定两处危岩体。

区内东侧危岩呈条带状，西侧呈片状分布，危岩体长为10-22m，宽为6-15m，厚度0.6 -1.2m，岩性为黑云母片岩，受区域应力影响，节理裂隙较为发育，共发育三组结构面。①组层理面：为岩层产状结构面，该组结构面是黑云母片岩一组面理，产状55°∠28°，层理面与坡面反向发育，裂隙内大部分无充填，植被较不发育。②组为节理面1：该组节理由多个平行节理面构成该组节理。节理面平直，节理裂隙宽度：2-20cm，无充填。节理延伸距离不远，节理断续延伸，不连续贯通，密度：1-3条/m。产状：310°∠75°。③组为节理面2：该节理面顺坡发育，呈微张状，较为平直，节理延伸距离不远，节理密度：2-4条/m，产状：235°∠80°。

2.2 危岩体结构特征及破坏方式

区内危岩体整体岩层产状、节理裂隙发育状态及产状基本相似。构造结构面为岩体中最主要的结构面，岩体节理裂隙较为发育，裂隙张开0.5-5cm，较顺直光滑，节理1为顺坡向节理，将岩体切割成厚板状，岩体后缘裂隙较为发育，部分岩体脱离母岩，支撑点为岩体后缘与母岩的连接处，由于早期部分岩体掉落，部分岩体呈弱凹腔状，节理2斜穿坡面，与节理1斜交，层理产状与坡向呈逆向，在层理与节理3组结构面共同作用下，岩体表面破碎，当节理面的锁固面贯通时岩体岩体沿边坡滑落。根据危岩的特征和变形破坏机制，现根据危岩崩塌的运动特征，所以易于发生坠落式兼倾倒式崩塌，且崩塌的块碎石直径为0.2-0.8m，在暴雨或地震等诱发作用下，斜坡上的危岩体将向下滑动滚落，形成崩塌。

3 危岩体稳定性分析

3.1 宏观稳定性分析

根据节理裂隙的发育特征及分布状态绘制了赤平投影图，边坡主要受一组层理和两组节理三组结构面控制，节理2切割作用明显，危岩体所在的边坡倾向与岩层倾向相反，属较稳定结构;节理1与节理2的交点位于边坡投影弧的同侧，说明边坡倾向与组合线倾向相同，坡面倾角与相交线倾角相似，结构不稳定，在节理1、节理2相互作用切割破碎的岩体，易沿边坡滑移、掉落，如图1。

该边坡稳定性破坏模式为：节理1顺层发育，将岩体切割成板状，在与坡面呈逆向发育的层理和节理2作用下，岩体破碎，在风化作用下裂隙逐渐进一步发育，当裂隙沿岩体贯通时，块石掉落。

3.2 危岩稳定性的定量分析

根据赤平投影分析及现场调查测量，红星村研究区所在坡体破坏模式主要为坠落式，局部倾倒式，针对坠落式破坏计算采用《工程地质手册》（第四版）中推荐的计算模型进行分析，计算危岩体的稳定系数F，进行定量评价。坠落式危岩体计算模型如图2。

3.3 危岩体发展变化趋势

通过详细的野外调查和分析，在研究区内危岩体数量、规模不大，边坡局部分布孤石、浮石，由于坡体岩体受节理裂隙作用，并遭受到长期的风化作用，红星村委会崩塌隐患点在顺坡向发育的节理作用下，岩体顺坡向呈中-厚板状，在层理于多组节理共同作用下，坡面存在松动石块，部分区域由于石块掉落，部分岩体底部悬空，岩体状态呈弱凹腔状;红星村委会西侧研究区内，危岩体受节理共同作用，面层裂隙发育，节理斜穿岩体并遭受到长期的风化作用，岩体表面破碎，岩体坡度较陡，呈近直立状，研究区西侧有一危岩体后缘裂隙贯通，底部与母岩相连，岩体微向外倾斜。研究区内的危岩体的稳定性为稳定-欠稳定，在余震、风化、降雨和自重的综合作用下岩体逐渐倾斜，当底部与母岩脱离时发生崩塌。

4 结语

（1）边坡主要受一组层理和两组节理三组结构面控制，节理2切割作用明显，危岩体所在的边坡倾向与岩层倾向相反，属较稳定结构;（2）节理1与节理2的交点位于边坡投影弧的同侧，说明边坡倾向与组合线倾向相同，坡面倾角与相交线倾角相似，结构不稳定;（3）在节理1、节理2相互作用切割破碎的岩体，易沿边坡滑移、掉落主要以坠落式破坏方式为主，局部为倾倒式。（4）经危岩稳定性的定量分析，危岩体在自然工况下为欠稳定状态，在暴雨、地震工况下为不稳定状态。

参考文献

[1] 胡厚田.崩塌与落石[M].中国铁道出版社，1989.

[2] 赵允辉.危岩崩塌地质灾害调查评价与防治[J].中国地质灾害与防治学报，2004（S1）：39-44.

[3] 何思明，吴永，李新坡，et al.地震诱发岩体崩塌的力学机制[J].岩石力学与工程学，2010，29（S1）：3359-3363.

[4] 裴向军，黄润秋.强震触发崩塌滚石运动特征研究[J].工程地质学报，2011（10）：110-118.

[5] 胡斌，黄润秋.软硬岩互层连坡崩塌机理及防治对策研究[J].工程地质学报，2009（10）：17-24.

[6] 胥良，李云貴，刘艳梅.川西108国道高位崩塌成因与运动特征[J].水文地质工程地质，2008（03）：28-31.

[7] 胡厚田.崩塌落石综合预测方法方法的研究[J].铁道工程学报，1996（08）：55-62.

[8] 山田刚二.滑坡和斜体崩坍及其防治[M].科学出版社，1980.

[9] 吴圣林，王桂梁.崩塌--推覆滑移地质体成因机理及稳定性研究[D].中国矿业大学，2008.

[10] 陈国宝易崩落危岩的调查与防治[J].煤田地质与勘探，1999（01）：90-95.

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