高陡边坡隧道洞口段危岩落石灾害防护技术

摘要

本文以高陡边坡隧道洞口段危岩落石灾害为研究对象，采用数值模拟方法对高陡边坡落石的坡面运动规律、落石灾害的危险度分级、决策评价、落实威胁区的隧道洞口布置和落石灾害防治等进行研究，取得如下成果:
　　 (1)随着坡面角度增大，落石在坡脚的水平落点越近，其弹跳高度不断增大。在坡脚设置平台时，平台对落石有消能作用。坡角越大，坡面的消能效果明显减弱。越靠近坡脚，落石在坡面运动的能量损失越快。
　　 (2)凸曲线坡面上落石在第一阶段的运动以滚动为主，第二阶段和第三阶段均表现为明显的抛射，与坡面作用减少。凸曲线坡面上落石最终会进入抛射状态，表明落石在凸曲线坡面上产生的动能要大于凹曲线坡面上的动能。
　　 (3)提出危岩发育初步评价准则。将影响危岩发育的因素分成两个层次，第一个层次为地形地貌、地层岩性、气象水文、结构面发育情况和其他因素。第二个层次为坡高、坡角、河流切割、岩性组、岩体结构、结构面视倾角、贯通情况、开裂度和内部情况、地下水、降雨强度、地震、风化卸荷、生物活动和人类工程活动。以影响因素研究为基础建立危岩发育的层次分析模型，并提出危岩发育各因素的评判等级和评判标准。建立危岩发育模糊隶属度函数。
　　 (4)对某隧道各洞口进行了危岩发育初步评价，并对评价结果为A（危险度高）的某隧道出口进行了详细评估。通过对出口段危岩发育各影响因素进行对比，得到层次分析的判断矩阵，依照危岩发育各因素的评判等级和标准对各因素评分，对某隧道出口危岩发育危险度进行AHP-FUZZY综合评价。同时对某隧道出口处的危岩体可能滑落路径进行了模拟和分析，并提出防护建议。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 危岩落石的诱发因素和发育机理

1．2．2 落石的运动特性

1．2．3 危岩灾害风险评估研究

1．2．4 落石的防治措施研究

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 危岩落石坡面运动规律的数值模拟

2．1 软件介绍

2．2 模型设计

2．2．1 参数选择

2．3 主要成果及分析

2．3．1 直坡面模拟研究

2．3．2 组合坡面模拟研究

第3章 隧道洞口段危岩落石灾害风险评估

3．1 危岩落石灾害的初步评估

3．2 危岩落石灾害的详细评估

3．2．1 危岩发育影响因素

3．2．2 层次分析结构模型

3．2．3 模糊评价隶属度函数

3．2．4 AHP—FuZZY综合评价

第4章 边坡危岩落石综合防治技术

4．1 危岩落石防治原则

4．2 危岩防护技术体系

4．2．1 主动防护技术

4．2．2 被动防护技术

4．2．3 主动—被动联合防护技术

4．3 柔性防护系统

4．4 落石威胁地段的隧道洞口布置

4．4．1 洞口布设在落石威胁区外

4．4．2 洞口布设在落石威胁区内

第5章 隧道洞口危岩落石灾害综合防治实例分析

5．1 工程概况

5．2 某隧道地质条件

5．2．1 地形地貌

5．2．2 地层岩性

5．2．3 地质构造

5．2．4 水文地质特征

5．2．5 地震动参数

5．2．6 隧道各洞口概况

5．3 某隧道进出口处危岩发育情况初步评判

5．4 某隧道进出口处危岩发育情况详细评估

5．4．1 各因素权重计算

5．4．2 模糊评价

5．5 某隧道出口处危岩防护措施

5．5．1 落石可能路径分析

5．5．2 落石数值模拟

5．5．3 防护措施建议

结论与不足之处

结论

不足之处

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目