摘要
近些年来，为了满足国家建设及人民需要，道路等基础设施建设逐渐扩展到丘陵、山地、甚至高山峡谷地区，工程建设引发或者原有的地质灾害不断出现在设计规划部门眼前，尤其是崩塌频发而造成的建筑受损、道路堵塞等问题。崩塌作为我国常见地质灾害之一，具有突发性、隐蔽性、强致灾性等特点，对人类生命安全及基础设施正常运行造成巨大威胁，探究崩塌失稳机理、破坏模式、运动特性以及影响因素已成为崩塌落石研究的重点方向。 本文以集安市南部鸭绿江沿岸崩塌灾害为背景，阐述了区内气象水文、地形地貌、地层岩性、地质构造、新构造运动和地震、水文地质特征及人类工程活动特征，通过遥感解译、现场踏勘、无人机摄影测量技术查明了区内崩塌危岩体分布发育规律、失稳破坏模式，分析了其形成机制，随后通过RHRS（落石风险评级系统）对区内鸭绿江沿岸道路进行落石风险评级，针对高风险区域以落石能量、频率及弹跳高度为评价因子计算了落石运动过程中的危险区分布。最后，以关门砬崩塌为例，在详细调查的基础上，以球度描述块体形状特征，使用离散元程序PFC研究落石形状对其运动特性的影响。本文主要成果如下： （1）在充分收集研究区地质资料基础上，对区内崩塌地质灾害进行遥感解译，以现场踏勘、无人机摄影测量的方式验证了解译结果，查明了区内崩塌危岩体分布发育规律。据调查，区内危岩破坏模式主要为坠落式、倾倒式、滑移式三种，危岩的形成是众多因素共同作用的结果，区内人类工程活动是危岩体形成的主要因素。 （2）综合对区内地质条件的认识以及崩塌危岩发育分布调查结果，通过RHRS系统，选取坡高、沟渠有效性、平均车辆风险、决策视距百分比、路宽、落石尺寸或崩塌体积、崩塌历史、年降雨量以及综合考虑地质构造及结构面状态的地质特征共9个因子对鸭绿江沿岸道路进行风险性评估，划分道路落石风险区段。 （3）利用基于GIS的RA（RockfallAnalyst）软件建立了落石运动过程危险评价体系，针对道路高风险区域，通过无人机摄影技术获取了区域内高精度数字地形模型，选择落石能量、频率、弹跳高度作为评价指标，以熵权法计算各因子权重，利用ArcGIS栅格处理工具，最终得到落石运动过程危险分区图。 （4）详细调查了关门砬边坡危岩体的分布位置、堆积分布特征，探究了其结构面对于稳定性的影响，并厘清了其稳定性影响因素。基于运动学、动力学以及能量守恒定律分析了落石不同运动阶段速度、轨迹变化计算公式，采用matlab编制了球度计算程序，利用PFC建立了考虑形状的关门砬落石运动三维模型。通过分布堆积特征、速度变化、轨迹趋势讨论了形状对落石运动特性的影响。
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