传源南环境 18N31-7272014
安全生产
种边坡滚石灾害的简易评估方法
黄丁琪1,2陈向阳1,2庄小荣1,2
(1福建省闵南地质大队福建漳州363000）
(2福建省地质灾害重点实验室福建福州350000)
摘要阅南沿海山地及丘陵“石蛋地貌"极为发育，是边坡滚石的易发区。在建设及规划中滚石坠落后的影响距离是进行地质灾害评估首先要确定的。但边坡滚石灾害的评估因取参围难、计算繁项等难于在野外进行快速的评判，通过实际调查并建立简易的概化模型进行验算，总结出简化信算边滚石影响距离的模型与公式。可为山靠地带的建设规划及地质灾害防治提供参考。
同地质灾害滚石评估
关键词
中图分类号：X54
文献标识码：A
文章编号：1672-9064(2016)04-110-02
闽南沿海由于构造、岩性、地形及气候等条件的影响，岩石的差异风化作用极为强烈，“石蛋地貌”广泛分布。这些球状风化体在一定条件上从高陡山坡坠落就形成"滚石"事件，这其实是一种特殊的崩竭，主要发生在山区、丘陵及其与平原交界地带。近年来，滚石事件造成伤亡和损失的灾害事故屡见不鲜。2006年6月2日，厦门市第九中学一块约200m 巨大滚石从坡体脱落，最终停留在学校操场升旗活动的跑道上，对师生安全产生严重的威胁。2010年4月8日，龙海市东园镇南边村巷口自然村西侧山体半坡一约9的滚石坠落，撞击坡下搭盖的房屋致房屋倒竭2间，1人死亡，造成了生命及财产的损失(见图1)。但滚石坠落的影响距离等灾害评估因子因取参困难、计算繁琐等，难于在野外进行快速的评判。因此，建立了1套较为简单的估算滚石影响距离的计
29
满的摄
美事石建
图1龙海市东园镇南边村巷口自然村
西侧山体滚石坠落
算模型是很有必要的。
模型的建立
滚石发生后其运动方式极为复杂，有滑动、自由坠落、碰撞弹跳、滚动等方式。对于具体的边坡滚石，取决于边坡的形态、边坡坡面的地质力学特点、植被发育等因
素，并非每一种形式都存在，野外判断某一块滚石具体的运动方式是十分围困难的。但坠（滑)落的机理就是滚石失稳由高处向低处转移，实际上也就是势能~动能~摩擦能的转换。在这种转换过程中，其遵循能量守恒定律，为了简化计算，模型中将滚石在下落过程中的运动方式概化成滚石在坡面上的一种滑动以及在平面的滑动(见图2、图3)。即：
Gw(势能）)=Fw(斜面上的摩擦力做功）+Fw(水平面上的摩擦力傲功）
M-g·H=M-g·H-ctgα-μ1+M-g·L-μ2
()
式中：L为滚石距离坡脚距离/m（滚石影响距离）； H为滚石降落高度/m;α为斜坡坡面角/；M为滚石质量/ kgg为重力加速度/(m*s*); μ1为滚石在斜面上的摩擦系数;μ2为滚石在水平面上的滑动摩擦系数。
2模型的定性分析、验算与存在问题
(1)滚石位移后的影响距离(L)，与滚石大小及质量
@游
Q
图2石的初始状态
G
图3滚石的最终状态
无关，与其初始位置（坡高）、坡角以及斜面和水平面的摩擦系数有关。坡体越高，影响距高越大，斜面障摄力与平面摩擦力之比越大，影响距离越大。
(2)滚石在坡脚的水平运动接近实际的滑动，近似于钢
性物体在柔性物体上的运动，根据钢性物体在柔性物体上摩擦系数的经验值，可取μ2=0.8。而滚石在坡面上的运动包含了滚动、滑动、腾跌等方式，其障擦系数要小于μ2，因此在参数选取上，存在μ2>μ1。以龙海市东园镇南边村巷口自然村滚石坠落的例子进行反复试算，当μ1=0.3，μ2=0.8时，得出的滚石结果为15m，与实际情况较为吻合。我们以此参数，对云霄县东夏-漳浦县沙西一带山前坠落的滚石进行了验算，结果如下：
从表1、图4可以看出：计算值和实测值的拟合度较好，模型基本上能反映滚石的影响范围。计算值均大于实测值，说明模型的运算偏于安全，计算值结果偏离较大的原因是因为模型计算中将滚石的初始位置(坡高)均设置在山顶造成的。在实际的评估中，滚石的位置恰恰是最容易确定的因素。
(3)以模型给定的μ1、μ2参数，当α<13.5°时，模型计算值出现负值，这说明山坡上的滚石不存在模型中设定的水平运动(L)，滚石只发生在坡体内。调查中发现大部分的滚石实
作者简介：黄丁琪(1962-），男，幅建安滨人，稿建省阅南地质大队工程师，主委从事水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害等调查与岩土工程工作。
2016.NO.4.
10