软弱基座型高边坡危岩演化及应力场分析

危岩崩塌具有爆发突然、难以预测、危害性大等特点，准确合理推断危岩崩塌演化发展过程及趋势成为预防和治理危岩崩塌的关键性问题。以黄泥堡高边坡危岩为依托，结合现场工程地质调绘，通过分析高边坡危岩体的结构特征，得出近水平层状软弱基座型危岩体悬臂–拉裂式破坏模式；运用地质学基础理论，分析阐述高边坡危岩体崩塌的形成及演化发展过程的四个阶段；在此基础上，推导出评价危岩崩塌稳定性的表达式；采用数值模拟方法对依托工程实例进行应力场模拟分析，研究地应力场的演化特征。结果表明，岩腔底部产生应力集中现象，并且随着岩腔的发展加深而越来越明显。为高边坡危岩稳定性评价以及治理措施提供指导和借鉴。

危岩是指位于陡崖或陡坡上被多组岩体结构面切割构成的在重力、地震力、裂隙水压力、人工活动等诱发因素共同作用下处于不稳定、欠稳定或极限平衡状态的岩石块体及其组合[1]。近水平产状的泥岩和砂岩互层结构的地层， 由于差异风化作用形成的危岩体， 在漫长的地质历史过程中经历了形成、演化、发展及消亡的过程。岩体在内外营力影响下，受河谷侵蚀下切、地壳抬升等作用，岩体临空面形成，岩层抗风化能力的差异性导致硬质岩层突出，软质岩层剥落凹陷形成岩腔，演化发展成危岩体，最后以崩塌形式破坏。由于地质环境演化的漫长性和复杂性，准确合理推断危岩崩塌演化发展过程及趋势成为预防和治理危岩崩塌的关键性问题，对山区危岩崩塌类地质灾害研究具有重要意义。

危岩崩塌具有爆发突然、难以预测、危害性大等特点，近几年，我国西南地区危岩崩塌地质灾害频发，严重影响铁路、公路等道路交通运输安全，给人民生命财产带来重大损失。例如，2007 年4 月，国道319 重庆彭水山体崩塌，造成5000 余吨巨石将公路路面连同路基全部砸到了下面的乌江， 损失约1 亿元；2009 年6 月，重庆武隆鸡尾山崩塌，300 多万方崩塌体快速涌进山谷，造成86 人死亡等[2]。因此， 国家政府以及相关学者高度重视危岩崩塌地质灾害，国内外许多学者对危岩崩塌成因以及发展演化过程取得了很多有益的成果， 如宋云梅[3]运用理论分析和数值模拟相结合的方法， 分析危岩的形成破坏过程；陈洪凯，李霍等[4] [5]研究了岩质边坡危岩崩塌形成演化过程，将危岩崩塌破坏过程概化为不同的阶段；张永兴等[6]基于危岩力学分析模型，研究了张性地应力与岩腔深度对危岩崩塌形成和破坏的影响；陈洪凯，唐红梅等[7] [8] [9]研究了三峡库区危岩存在的链式崩塌演化规律；苏天明，侯江萍，冯振等[10] [11] [12]研究了近水平层状危岩差异风化岩腔的演化过程以及危岩崩塌破坏的成因机制；董雪等[13]以黄桷湾高边坡危岩为例，采用数值模拟的方法对危岩的稳定性进行研究；史文兵，赵晓峰等[14] [15]在分析危岩崩塌形成机理的基础上，归纳总结了其调查方法和防治措施。迄今，危岩崩塌作为关系国计民生的突发性地质灾害，已取得的理论和技术研究成果对于危岩崩塌治理具有积极意义，但相对于滑坡和泥石流地质灾害，危岩崩塌地质灾害的研究相对薄弱。