前言
2008年5月12日,四川省汶川县发生了Ms8.0级特大地震。地震触发了多达6万处左右的边坡失稳地质灾害,不仅数量众多,损失惨重,而且还呈现出了一些大规模的高速抛射与远程运动飞石,大量山体震裂松动。在公路沿线,即使公路开挖边坡本身是稳定的,也因大量的高位滑坡、崩塌、落石、残坡积物流动堆积,致使桥梁断裂、路面砸毁、路基掩埋、交通中断。在灾区26座大中型水电站中,出现了一些在工程边坡之上的环境边坡失稳造成引水发电建筑物等的破坏,如沙牌、鱼子溪、映秀湾、太平驿等水电站,因落石、滑坡、崩塌造成建(构)筑物受损,电站停运。这些现象和问题,已远远超出了人们原有的认识和知识范畴。这1000年一遇的极震事件,给我们的震撼和影响是深远的,很多方面需要我们深刻反思,谦虚地向大自然学习。
近年来,我国水电事业得到了长足的快速发展,水电工程主要集中在云、贵、川、藏等地。受印度洋板块与欧亚板块的碰撞、隆升影响,该地区河谷深切狭窄,谷坡陡峻,地质条件异常复杂,出现了一批100~300m级的高坝,开挖边坡高达300~500m,开挖边坡之上还可能存在数百米至千余米的环境边坡,岸坡坡度40°~70°。迄今为止,人们普遍对开挖的工程边坡稳定性研究予以特别的关注和开展较深入的研究,而对工程边坡之上的环境边坡危岩体稳定性缺乏足够重视,尚未开展系统研究。
环境边坡指位于工程边坡开挖开口线之外的,在自然营力作用或人为作用下,一旦失稳可能会对工程或人员构成威胁的、具有一定倾斜度地形的地质体。环境边坡内发育的危岩体,在降雨入渗和地震荷载作用下,会发育、失稳、滑动,从而进一步危及水利枢纽建筑物的安全,所以对这些环境边坡危岩体在地震荷载作用下的安全评估和预测是必须的。
本书在研究水电水利工程环境边坡危岩体工程资料的基础上,对危岩体进行了分类,开展了岩石的动三轴试验和落石崩塌试验,并采用有限单元法模拟了危岩体降雨入渗过程和离散单元法模拟了地震荷载作用下危岩体的启动和滑动过程,最后提出了崩塌滚石常用的防治对策。全书包括:绪论、水电水利工程环境边坡危岩体分类和发育特点、危岩体在循环荷载作用下的动力损伤特性、危岩崩塌体(滚石)的运动学与动力学研究、降雨条件下危岩体边坡的入渗过程分析、地震荷载作用下危岩体崩塌的运动过程模拟、危岩体崩塌与滚石防治对策研究,以及结论与展望等内容。
本书是在中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司(以下简称“成都院”)科技项目——“水电水利工程环境边坡危岩体勘察关键技术研究”的基础上撰写的,本书在撰写过程中得到了成都院公司领导,以及院科技质量部、技术管理委员会和地质处等相关部门的大力帮助。本书个别章节引用了该科技项目的研究成果,在此向该项目合作单位——成都理工大学、四川大学、中国地质大学(武汉)的项目研究团队一并致谢!
由于作者水平有限,书中难免存在不妥或错误之处,恳请读者批评指正!
作 者
2014年7月