三峡库区笔架山危岩体稳定性评价和灾变演化分析

Stability Evaluation and Catastrophic Evolution Analysis of Bijiashan Unstable Rock Mass in the Three Gorges Reservoir Area

摘要

三峡库区岸坡岩土体在水-岩作用下持续劣化，岩质岸坡失稳破坏的风险显著提高。以三峡库区笔架山危岩体为研究对象，为综合评估危岩稳定性并研究演化机制，开展了大规模地质勘查，并使用有限元软件和颗粒流程序PFC（Particle Flow Code）对危岩体典型剖面进行稳定性评价和崩塌过程模拟。结果显示：1）笔架山危岩共划分为10段陡崖带、159处危岩体，总体积约为213.55×10⁴ m³，属于特大型危岩体；2）WD6-6危岩体剖面在天然工况下安全系数为1.475，暴雨工况降低至1.325，降雨入渗导致危岩整体稳定性下降，两种工况下危岩的变形、应力、应变分布区域大致相同；3）WD6-6危岩体崩塌过程模拟显示，危岩体内部裂隙不断发育连通，块体重心向临空面偏移，呈现基座溃屈式破坏趋势。

Abstract

The slope rock mass in the Three Gorges Reservoir Area continuously deteriorates under water-rock interaction, which significantly increases the risk of failure for rock slopes. Taking the Bijiashan unstable rock mass in the Three Gorges Reservoir Area as the research object, to comprehensively evaluate the stability of the unstable rock mass and study its evolution mechanism, a detailed geological survey was conducted in the target region. Stability evaluation and collapse process simulation for a typical unstable rock unit were performed using finite element software and PFC (Particle Flow Code). The main findings were as follows: 1) the Bijiashan unstable rock mass comprised 159 individual units distributed across 10 steep cliff zones, with a total volume of about 213.55×10⁴ m³; 2) for the typical WD6-6 section, the FOS (Factor of Safety) was 1.475 under natural conditions and decreased to 1.325 under rainstorm conditions, indicating that rainfall infiltration significantly weakened the overall stability of unstable rock mass. The deformation, stress, and strain distributions remained largely consistent under both conditions; 3) during the collapse process of WD6-6 unstable rock mass, internal cracks progressively developed and connected, the rock mass’s center of gravity shifted toward the free surface, and the base showed a tendency toward buckling failure.

Graphical abstract

关键词

三峡库区 / 危岩体崩塌 / 稳定性评价 / 强度折减法 / 颗粒流程序（PFC）

Key words

Three Gorges Reservoir area / unstable rock mass collapse / stability evaluation / strength reduction method / PFC（Particle Flow Code）

0　 引 言

三峡库区自2008年实现试验性蓄水以来，水位长期在145~175 m之间循环波动，形成了高达30 m的消落带区域。消落带岩土体长期处于复杂的力学环境下，以可见的速率持续劣化^[1-2]。基座岩体的损伤劣化加速了岩质岸坡变形破坏的演化进程，促使岸坡发生失稳破坏^[3]，在库区两岸形成了包括龙门寨、箭穿洞、板壁岩、黄南背、冠木岭在内的大量高陡危岩带^[4-6]，发生危岩崩塌破坏的风险显著提高。在库区高水位运行环境下，一旦危岩体发生崩塌，解体后的危岩将以较高的速度冲击江面，可能引发大规模的涌浪次生灾害，严重威胁长江航运和库区群众的生命财产安全^[7-8]。

危岩体的长期稳定对库区地质灾害防治尤为关键，众多学者针对库区大型危岩体的破坏模式和稳定性展开研究。陈洪凯等^[9]根据危岩失稳模式将危岩体划分为滑塌式、倾倒式和坠落式危岩3类，并提出相应的稳定性计算方法。周云涛^[10]考虑主控结构面对危岩体整体稳定性的影响，提出了主控结构面尖端联合应力强度因子计算公式，建立了危岩稳定系数，计算结果与现场监测结果相吻合。Yin等^[11]研究发现，库岸危岩体的静态稳定性取决于上覆岩体自重、危岩体破碎区强度、尾缘裂隙水压以及库区水位等因素。Wang等^[12-13]通过引入饱和-失水循环作用后岩石累积损伤率，提出了修正的Hoek-Brown强度准则，对库岸砂岩的长期劣化趋势进行了分析与评价。陈洪凯^[14]提出了重力地貌套环演化理论，将宏观缓变、微观缓变与急变“三环效应”纳入统一框架，构建了面向多时间尺度重力地貌过程的力学分析体系，为危岩崩塌等灾害链的机理认识与防灾减灾调控提供了新的理论依据。

数值模拟计算可以有效模拟库区危岩体的复杂赋存条件，是分析危岩体稳定性的重要手段之一。数值模拟计算主要包括两种方法：一是连续介质分析方法，具体包括有限单元法、有限差分法和边界元法^[15-16]；二是将岩体视为不连续介质的离散元法^[17]。这两种方法被广泛用于危岩体破坏过程和失稳机理的研究。郑安兴等^[18]使用扩展有限元法实现了对危岩主控结构面水力劈裂作用的数值模拟，发现裂隙水压力的上升是导致危岩体稳定性降低的原因。胡雷等^[19]基于强度折减法，考虑岩体劣化作用，使用数值计算对黄岩窝危岩体的长期稳定性进行分析。陈小婷等^[20]考虑到库水位变动对危岩体基岩的劣化作用，使用UDEC(Universal Distinct Element Code)对冠木岭危岩体进行了10个水位周期下的数值分析。孔祥曌等^[21]基于MatDEM离散元软件实现了对甑子岩危岩体崩塌全过程的模拟，并验证了模型的有效性，分析了崩塌过程等效粒径演化和颗粒破碎规律。目前尚未有学者针对笔架山危岩体开展稳定性计算和崩塌滑坡过程数值模拟分析。

本文针对三峡库区巫山段笔架山危岩带开展研究。2021年9月28日，笔架山危岩体曾发生崩塌滑坡事件，滑坡过程中最大落石质量估计达37.7 kt，撞击速度为51.2 m/s，撞击动能高达49.4×10⁶ kJ^[22]。本研究在地质勘查的基础上，选取危岩体典型截面建立数值模拟模型，采用有限元强度折减法对处于自然和暴雨工况下的危岩体进行静力学稳定性判定；使用离散元颗粒流程序(Particle Flow Code，PFC)模拟危岩体崩塌滑坡的全过程，分析危岩体变形破坏的演化过程和动力特征。

1　 研究区域

1.1　危岩带地质环境

笔架山危岩体位于三峡库区巫山县巫峡镇跳石村（巫山县城东偏南15°），分布在长江右岸岸坡后部多级陡崖地带，距离巫山县城直线距离8.5 km。所处区域属亚热带季风性暖湿气候，地形高差较大，年平均气温18.4 ℃；对区域内2019—2021年的降雨资料进行统计分析（图1）可知：年平均降水量为1 049.3 mm，一年中降水量分布不均，降雨主要集中在5—9月，占全年的68.8%，历史记录的日最大降水量达300 mm（2014年8月31日）。

于2022年对笔架山危岩所处区域开展全面地质勘查，勘察过程综合采用机载LiDAR技术、贴近摄影、地基雷达监测、无人机调查、瞬变电磁物探等方法^[23]完成了工程测量、调查测绘、工程地质勘探等任务。勘察区地形整体南高北低，起伏变化大，最大高差达875 m。区域出露土层包括第四系残坡积层（Q₄^el+dl）、崩坡积层（Q₄^col+dl）、滑坡堆积层（Q₄^del）、冲洪积层（Q₄^al+pl）和二叠系上统大隆组（P₃d），碳酸盐岩层广泛分布，岩溶发育，整体属于构造溶蚀中低山河谷地貌。

根据地质勘查结果，笔架山危岩总体走向为290°~330°，呈带状分布，长度约3 000 m。危岩多为紧邻二级陡崖，分布高程为145~1 020 m，两级陡崖相对高差为80~200 m，陡崖坡度80°~88°；两级陡崖间陡坡连接，陡坡坡度50°~70°，陡坡高程280~720 m。笔架山所在斜坡范围内按照陡崖的分布位置、高度、裂隙发育情况、凹腔发育情况等可分为10段陡崖带，分别命名为WD1~WD10；10段陡崖共发育159个危岩体，总体积约213.55×10⁴ m³，属于特大型危岩。此外笔架山危岩范围内发育WD4顺向坡区域、WD9底部顺向坡区域以及多处滑坡堆积区（图2）。

研究区域内地质构造复杂，以褶皱构造为主体，断裂构造少且规模小，节理裂隙发育，主要发育褶皱为横石溪背斜构造。笔架山危岩横穿横石溪背斜核部，其中WD10位于背斜南东翼，实测岩层产状194°~213°∠9°~12°；WD1~WD9位于背斜北西翼，岩层产状283°~348°∠10°~41°。发育四组构造裂隙：①产状5°~20°∠76°~84°，②产状35°~62°∠78~83°，③产状265°~285°∠74~83°，④产状315°~333°∠75°~82°。

1.2　典型危岩体特征

WD6陡崖带区域内危岩单体密集，构造裂隙与卸荷裂隙发育，凹岩腔特征显著，能够反映笔架山危岩的典型失稳特征，故作为典型危岩体进行分析。WD6陡崖带位于危岩体底部，分布高程456~593 m，陡崖带走向270°~275°，展布长约300 m，坡向约355°~5°，陡崖坡度70°~80°，立面面积约19 700 m²。陡崖带主体由纱帽组砂岩构成，层间发育多层泥岩软弱夹层，夹层厚度0.5~1.0 m。实测岩层产状300°~317°∠10°~13°，陡崖体内发育两组优势裂隙：①走向270°~290°∠80°~88°的后缘切割裂隙，延伸长10~60 m、张开宽10~40 cm，垂直切割陡崖；②走向120°~150°∠82°~89°的侧缘切割裂隙，延伸长1~2 m，张开宽5~15 cm，延伸长5~40 m，裂隙面平直无填充，赤平投影见图3(a)。陡崖基座地层位于纱帽组砂岩与下层页岩结合区域的软弱夹层，基座裂隙发育，多处呈现压裂状，在差异风化作用下形成多处凹岩腔，横向延伸长约340 m，岩腔深度1.5~4.5 m，高度2.0~6.0 m。笔架山陡崖带WD6共划分危岩体7处，分别为WD6-1~WD6-7（详见表1），单体方量3 420~69 020 m³，危岩体崩塌易解体，总方量约12.09×10⁴ m³，WD6-6危岩体的赤平投影见图3(b)。

WD6陡崖带所处地层岩性主要为上部石炭系白云岩、砂岩，中部泥盆系云台观组中厚层状石英砂岩，下部志留系纱帽组顶部砂岩。其中，危岩主要发育在下部砂岩区域，危岩体受构造裂隙切割破碎呈块体状，表面可见竖向构造裂隙，贯通性较好；陡崖顶部已形成外倾卸荷裂隙，产状298°∠81°，裂隙面水平延伸10~35 m，贯通深度8.0~40.0 m，张开2.0~4.0 m，有部分黏土填充；危岩基座为砂岩、页岩互层，岩体受裂隙切割呈碎块状，底部由于剥蚀掉块，已形成凹岩腔。岩体表层极破碎，陡崖表面可见竖向构造裂隙，后部主控裂缝张开，且有向临空方向变形迹象。岩体已被裂隙切割成若干“豆腐块”状危岩单体，在不利工况下，危岩体失稳可能造成陡崖带拉剪“链式”破坏失稳。

2　 结果与分析

2.1　危岩典型剖面静力学分析

现场勘察结果表明，笔架山陡崖带内发育有多处危岩体，危岩总体方量较大。部分危岩体周界贯通，后缘裂缝张开并填充黏土，顶部卸荷裂隙发育密集，危岩基座软弱岩层已压裂，凹腔贯通至后缘，在暴雨等不利工况下可能发生进一步变形或崩塌破坏。一旦发生危岩体失稳破坏，极易引发危岩崩塌破坏链，造成陡崖带大面积失稳破坏^[24]。

为确定危岩体整体稳定性，本文选取危岩体WD6-6的典型剖面建立数值计算模型。采用Midas GTS NX软件中有限元强度折减法，分别计算天然和暴雨两种工况下危岩体的变形、应力、塑性应变分布，得到静力条件下的安全系数(Factor of Safety，FOS)，量化分析两种工况下的危岩体稳定性。为确定危岩体的基本力学参数，现场采集岩样进行了天然状态和饱和状态下的室内直剪试验，参数按照《地质灾害防治工程勘查规范（DB50/T 143-2018）》要求进行折减取值，暴雨工况下后缘裂隙充水高度按照裂隙深度的1/3计算。天然和暴雨工况下岩体的基本力学参数取值表2所示。

WD6-6危岩体典型剖面不同工况下的变形云图（图4）显示，两种工况下的最大变形区均集中在危岩体顶部区域，并向着危岩体底部逐渐减小。其中，暴雨工况下，变形较大，最大位移可达0.033 6 m；天然工况下，变形较小，其最大位移为0.032 7 m。

不同工况下WD6-6危岩体典型剖面的最大剪应力云图如图5所示。分析可知，天然工况下，水平应力峰值为约7.200 MPa，主要集中在危岩体后缘裂缝尖端；垂直应力峰值约为8.742 MPa，集中在危岩体裂隙尖端和裂隙前部岩体底端。暴雨工况下，水平应力和垂直应力大小基本相似，水平应力峰值约为6.454 MPa，垂直应力峰值约为7.998 MPa，应力分布区域与天然工况下大致相同，危岩体主控受力结构未发生改变。暴雨工况下应力峰值的下降主要是因为在降雨入渗作用下，岩体的力学参数劣化，从而引起局部应力集中程度减弱、应力分布趋于平缓。

不同工况下的塑性应变云图如图6所示。分析可知，天然工况下，塑性应变峰值可达0.024 6；暴雨工况下，塑性应变峰值较大，为0.040 1，两种工况下危岩体的塑性应变区均集中分布在贯穿裂缝尖端区域。计算两种工况下危岩体的安全系数，天然工况下为1.475，暴雨工况下降至1.325。根据重庆市《地质灾害防治工程设计标准（DBJ50/T-029—2019）》，暴雨工况下危岩稳定状态位于基本稳定区间，表明在暴雨工况下，降雨入渗导致危岩稳定性储备明显降低，但尚未进入失稳区间。

根据数值模拟结果，可得出以下结论：

1）两种工况下，危岩体的变形、应力、应变分布区域基本一致，数值差异总体较小，主控受力与变形部位未发生明显改变。危岩体最大变形主要集中在危岩体顶部，水平应力和垂直应力主要分布于后缘裂缝尖端区域，塑性应变区集中分布在贯穿裂缝尖端。

2）两种工况下的危岩体均处于基本稳定状态。相对于天然工况，暴雨工况下由于降雨入渗至后缘裂隙内部，降低了裂隙岩体的力学性能；同时由于裂隙内静水压力作用，促进了危岩体整体向临空面倾斜，使危岩体上部最大位移增大，裂隙尖端塑性应变增大，安全系数降低，危岩整体稳定性下降。

2.2　危岩典型剖面动力学分析

基于上述对WD6-6岩体的静力学分析，考虑到应力在岩体基座部分的集中效应以及降雨入渗、上部危岩自重等外部因素影响，预测笔架山危岩体在极限状态可能会发生崩塌破坏。针对WD6-6典型剖面，采用PFC软件建立发生破坏前的初始状态数值模型，以模拟危岩体崩塌滑坡的过程，进行危岩崩塌及滑坡动力学分析。计算共生成了1 037个颗粒，2 503个接触力链。颗粒之间的接触采用线性平行黏结模型传递力矩荷载，危岩体后缘的基岩简化为墙结构。在靠近基岩区域的上部、中部和下部危岩分别布设监测点，并在靠近临空面区域上下布设2个监测点，监测危岩破坏过程中各个区域颗粒的运动规律。数值模拟采用的颗粒间黏结模型参数取值参照Yin等^[25]针对三峡库区箭穿洞危岩体展开的PFC研究。数值计算模型及监测点布设如图7所示。

危岩的动力学崩塌过程如图8所示。分析可知，危岩的基座部分在上覆岩体长期重力荷载作用下优先产生裂隙；产生局部滑移之后，危岩上部逐渐出现裂隙，随着计算过程的推进，裂隙数量持续增加，基座部分的裂隙逐渐向上延伸；危岩的重心同时向临空面偏移，基座岩体强度不断降低，直至基座无法承受上部岩体的自重荷载，裂隙贯通危岩体，上部岩体发生崩塌，整体表现出基座溃屈式破坏趋势。

危岩体崩塌滑坡过程中监测点的位移曲线如图9所示。危岩体在滑坡过程中各监测点累计位移随计算步数持续增加，但不同部位的位移响应存在明显差异。靠近临空面的监测点4与监测点5累积位移量增长显著，其中监测点5的最大位移量可达15.82 m。监测点1、2、3布设位置靠近基岩，运动空间受地形边界限制，位移曲线的增长速率逐渐减小并先后进入相对稳定阶段，产生的总位移相对较小。其中，监测点1位于上部岩体区域，约束条件相对较弱，累计位移值大于中部区域监测点2；监测点3位于底部区域，运动空间受基岩边界的约束效果最强，在模拟滑坡过程中更早进入稳定阶段，累计位移最小。

危岩体监测点在崩塌滑坡过程中的速度曲线如图10所示。危岩开始破坏后，岩体崩塌滑坡速度曲线快速上升，底部岩体率先溃屈崩解，承载能力下降，上覆危岩加速下坠，并在下坠运动过程中持续发生破碎解体。随着破坏过程推进，因监测点空间位置差异，模拟计算运动速度曲线发生差异演化：1）靠近基岩部分的监测点1、2、3运动路径较短，撞击到基底岩层开始堆积，运动空间受限，速度曲线达到峰值之后进入减速阶段；2）靠近临空面一侧的监测点4、5下部有足够的滑移空间，在重力加速度作用下持续向下滑坠，直至计算结束始终处于加速阶段，其中监测点5的最大速度可达13.12 m/s。需要说明的是，各监测点的速度曲线出现了明显的震荡现象，这是由于危岩解体过程中，各分离块体之间的碰撞所产生的。

将本研究模拟滑坡结果与2004年8月12日发生的甑子岩崩塌进行对比分析。甑子岩崩塌是三峡库区典型的近水厚层危岩失稳破坏案例，是分析危岩崩塌破坏机理的重要参考。He等^[26]结合危岩崩塌的实际影像资料对破坏过程的运动特征和演化机制开展了研究，将失稳过程整体划分为低速、加速、减速3个阶段。对比发现，通过PFC模拟得到的笔架山危岩破坏速度演化趋势，与记录的甑子岩崩塌过程较一致，这在动力学响应层面验证了PFC数值计算的合理性。

分析危岩崩塌破坏过程中的裂缝分布特征、监测点的位移及速度演化曲线可知：WD6-6危岩体具有较明显的基座压裂溃屈式失稳破坏趋势，其动力学崩塌演化过程中所呈现的破坏过程，与静力学分析中判定的变形与应力分布结果基本一致。

2.3　危岩破坏影响因素分析

本文在区域地质勘查基础上，选取危岩典型剖面开展了静力学与动力学数值模拟。地质勘查揭示了危岩形成与失稳的致灾环境：笔架山危岩主要分布于岩质陡崖带，构造裂隙与风化裂隙发育，危岩体受节理裂隙组合及坡面关系控制，容易发生失稳破坏^[27]。数值模拟结果揭示了典型剖面的主控部位与响应特征，展示了失稳破坏的演化过程：危岩破坏受岩体结构条件控制，并在降雨入渗作用下加速演化。结合地质勘查与数值模拟结果，分析笔架山危岩发生破坏的主要影响因素归纳如下：

1)岩体结构。陡崖带分布范围大，节理裂隙发育、差异风化显著，岩体完整性较差；底部基座岩体长期承受上覆岩体自重荷载，局部压裂损伤明显，岩体被切割成若干“豆腐块”状危岩体，岩体结构面的稳定性降低，容易发生压裂溃屈式失稳破坏。

2) 地质构造。竖向构造裂隙及顶部卸荷裂隙发育，将岩体分割形成切割裂隙面，与层面共同组合形成危岩块体，决定了潜在破坏部位和路径；此特征与后缘裂缝尖端应力集中、塑性区发育数值计算结果吻合。

3)坡体结构。多级陡崖地形和高陡临空结构面为危岩体外倾、滑移和坠落提供了有利条件。动力学模拟显示临空面岩体破坏后位移增长较快，累计位移最大。

4)降水因素。前文中降雨统计表明，区域内降雨集中在5—9月，约占全年降水量的68.8%，构成了降雨致灾的背景条件。暴雨或持续降雨条件下，雨水沿岩体裂隙入渗，一方面对裂隙填充物产生软化作用，降低结构面抗剪强度；另一方面，裂隙水压力的存在加速了裂隙扩展，进一步削弱了岩体稳定性，是研究区危岩失稳的关键外部致灾因素。

5)其他扰动因素。昼夜温度变化可引起岩体反复膨胀收缩，促进裂隙扩展；植被根系生长会对岩体完整性产生破坏；道路建设与居民房屋等工程活动也会加剧局部扰动，引发块石剥落风险。

笔架山危岩体破坏具有多因素耦合特征，其中岩体结构、裂隙构造和坡体临空结构为主控内因，降水入渗为关键外部致灾因素，温度、植被及人类工程活动则对长期劣化与局部扰动起促进作用。笔架山危岩体破坏是大量构造裂隙、卸荷裂隙发育，组合切割完整岩体，底座基岩经长期重力作用压裂损伤，在降雨入渗与裂隙水压作用下裂隙加速扩展，最终导致基座溃屈、顶部岩体崩塌坠落的渐进式失稳破坏过程。

2.4　危岩崩塌入江涌浪灾害分析

笔架山陡崖带分布在长江岸坡后部，其下部崩坡堆积区为斜坡地形，坡度分布在20°~60°，所处区域地形最低点为长江江面。部分陡崖带下方堆积区坡度较陡，危岩发生崩塌后落石缓冲距离较短，在库区高水位运行时，崩塌带动下方土体滑坡变形体可能滑入江中产生次生涌浪灾害。涌浪以岩体入水点为起点，同时向对岸以及上下游传播和爬高^[28]。根据殷坤龙等^[29]提出的三峡库区滑坡涌浪计算经验公式，对危岩崩塌-滑坡产生的最大首浪高度、沿程传播浪高、对岸爬坡浪高开展计算，预测了涌浪入江的全过程。

危岩崩塌产生的最大首浪高度经验公式为：

\frac{H_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}}{h}=\mathrm{1.17}\frac{v}{\sqrt[]{gh}}\left(\mathrm{s}\mathrm{i}{\mathrm{n}}^{\mathrm{2}}\alpha +\mathrm{0.6}\mathrm{c}\mathrm{o}{\mathrm{s}}^{\mathrm{2}}\alpha \right){\left(\frac{lt}{bh}\right)}^{\mathrm{0.15}}{\left(\frac{w}{b}\right)}^{\mathrm{0.45}}(1)

式中：H_max为最大首浪高度；h为危岩入水断面处水深；v为危岩入水速度；g为重力加速度；l为危岩体入水长度；w为危岩入水宽度；t为危岩入水厚度； b为危岩入水断面江面宽度；α为滑动面倾角。

危岩涌浪沿横断面的传播浪高度经验公式为：

\frac{H_{\mathrm{p}}}{h}=\mathrm{1.47}\frac{H_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}}{h}{\left(\frac{x}{h}\right)}^{-\mathrm{0.5}}(2)

式中：H_p为涌浪沿河道横断面传播至某处的传播浪高度；x为横断面某处至滑坡点的距离。

危岩涌浪在正对岸爬坡高度经验公式为：

\frac{H_{\mathrm{R}}}{h}=\mathrm{2.3}\frac{H_{\mathrm{p}}}{h}{\left(\frac{\mathrm{90}}{\beta }\right)}^{-\mathrm{0.5}}(3)

式中：H_R为涌浪沿横断面传播至正对岸的传播浪高度；β为对岸岸坡坡角。

根据地质勘查结果和落石运动轨迹模拟分析，WD6-6危岩体崩塌后落石缓冲距离长，危岩块体最终入江可能性小。因此，在后续入江涌浪计算中，选取危岩体下方堆积区坡度较陡、危岩发生崩塌破坏后缓冲距离短、入江可能性较大的WD4-7作为计算对象。危岩入江的位置及入江速度通过Rockfall软件模拟落石运动特征获得，计算参数如表3所示。计算结果表明，危岩体入江引发的最大首浪高度为5.05 m，对岸爬坡浪高度为5.38 m。结合笔架山危岩体历史崩塌变形记载^[22]，斜坡及陡崖带下方可见大量崩塌堆积体，崩塌堆积区孤石的最大方量约50 m³，危岩体运动轨迹明显。据此推测，危岩崩塌、孤石滚落最远可达长江航道水域。结合危岩滚落距离计算分析，部分危岩体在最不利的情况下失稳后均存在滚入长江并引发涌浪的风险。

3　 结 语

本文针对三峡库区笔架山大型危岩体分布区域开展大规模地质勘查，获取了研究区域内的地质环境条件、各陡崖带及危岩体的分布位置和空间形态特征。选取其中典型危岩体剖面开展有限元数值模拟和颗粒流滑坡过程模拟，得到如下结论：笔架山危岩总体积约为213.55×10⁴ m³，属于特大型危岩体；WD6-6危岩体在降雨入渗作用下整体稳定性下降，安全系数由天然工况下的1.475降至1.325；WD6-6危岩体内部裂隙不断发育连通，块体重心向临空面偏移，呈现基座溃屈式失稳破坏趋势；岩体结构、裂隙构造和坡体结构为笔架山危岩破坏主要内部因素，降水入渗为关键外部致灾因素，温度、植被及人类工程活动对长期劣化起促进作用。部分危岩体在不利工况下有崩塌解体入江、引发涌浪次生灾害的风险。

为防范危岩崩塌破坏，建议结合地质勘查数据对风险较高的危岩体进行专业监测，采用清除、锚固等方式进行危岩防治。本文研究结果将为库区内危岩稳定性评估和灾害防治提供重要参考。

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基金资助

国家重点研发计划(2024YFC3211204)

重庆市地质矿产勘查开发局重大科研项目(DKJ-2024-208-B-003)

重庆市地质矿产勘查开发局重大科研项目(DKJ-2025-208-B-003)

中国博士后科学基金(2024M753842)