首页注释：本案例讲述如何对崩塌的稳定性进行评价，以重庆市万州区钟鼓楼街道石鼓梁孤石崩塌事故为例分析其崩塌原因。作者：强跃，男，汉，工学硕士，教授（三级），硕士生导师，主要从事三峡库区地质灾害防治研究，工作单位：重庆三峡学院。在此特别指出，本案例仅用于教学，在编制过程中参阅了前人成果，收集了部分单位一线资料，在此致以衷心的感谢和美好的祝福，若涉及侵权，请联系删除，QQ邮箱：652344220@qq.com。
摘要：崩塌作为一种常见的地质灾害，对人类的生命财产安全构成了严重威胁。尤其在工程建设、矿山开采以及自然环境保护等领域，崩塌的稳定性评价显得尤为重要。本案例旨在探讨崩塌稳定性评价的内容、方法及其在各个领域的应用，以期为相关领域的科学研究和工程实践提供参考。
关键词：崩塌，孤岩，稳定性
引言：在自然界与人类活动的双重作用下，地质环境时刻处于动态变化之中，其中崩塌作为一种突发性强、危害严重的地质灾害，对人民生命财产安全、基础设施稳定及生态环境构成了重大威胁。崩塌，简而言之，是指陡峭斜坡上的岩土体在重力作用下，突然脱离母体并向下倾倒、崩落、滚动，最后堆积在坡脚或沟谷的现象。它往往发生在高陡边坡、河谷岸坡以及人类工程活动频繁的地区，如矿山开采、道路建设、水库蓄水等区域，其发生具有隐蔽性、突发性和难以预测性等特点。
背景介绍：崩塌稳定性评价旨在通过综合运用地质学、岩土工程学、环境科学等多学科知识，对潜在崩塌区域的地质条件、地形地貌、水文气象、人类活动等因素进行全面调查与分析，采用定性与定量相结合的方法，评估崩塌发生的可能性、规模及潜在危害，进而为崩塌灾害的预防、治理及灾后恢复提供科学依据和技术支持。
内容：
一、地质条件
钟鼓楼街道位于重庆市万州区，地处长江左岸，苎溪河近河口段两侧，距万州区政府驻地仅3千米，总面积44.7平方千米。这里属于亚热带季风湿润气候区，四季分明，雨量充沛。多年平均气温为18.0℃，极端最高气温可达42.3℃，极端最低气温则为-3.7℃。钟鼓楼街道地势北高南低，东西相对平缓，呈条带状分布，属于典型的浅丘地貌。境内最高峰为都历山，海拔350米，而最低点则位于钟鼓楼大市场，海拔仅175米。这种地形条件使得土壤在垂直和水平方向上都呈现出一定的差异性和多样性。
二、孤石基本特征
崩塌处残留孤石及斜坡上散落显块状孤石约8处（G02-G09），方量约320m3及零星散落孤石约80m3。存在较大失稳风险，应纳入应急处置。其中GS02，GS03为垮塌处残留孤石，体积分别为60m3和40m3，基座为强风化泥岩，高程414m。GS04，GS05位于崩塌处下方斜坡，体积分别为80m3和20m3，下部基座为松散崩坡积土。GS06，GS07，GS08位于下方公路，目前已经排危清除完成，体积分别为20m3、20m3和40m3，GS09为洞穿下方房屋的孤石，位于斜坡后边缘，呈球状，基座为碎石土，方量约40m³，距离下方居民高差约82m，平距约144m，坡度约28°。
因孤石崩塌滚落，损毁树木形成坡面沟槽，斜坡堆积松散土体约720m3，在降雨条件下易失稳下滑。
此外，经现场调查及专家组复核，崩塌处山脊后部坡顶残留暂未变形孤石堆（G01）约1000m3，可纳入后续处置。
图1 崩塌处残留孤石（纳入应急处置）
图2 斜坡中部残留孤石（纳入应急处置）
图3 坡脚崩落孤石（纳入应急处置）
图4 残留孤石堆（GS01）全貌
图5 坡顶残留孤石堆G01（纳入后续处置）
四、原因及发展趋势分析
根据现场调查结果初步分析，孤石崩塌的主要原因有：
（1）地质结构：孤石破碎裂隙发育，基座为强风化泥岩易软化，承载力降低。
（2）地形地貌：孤石所处斜坡整体坡度较陡，为孤石滚落提供了有利地形条件，且孤石形态大致呈球形，滚落运动距离较长。
（3）降雨因素：连续强降雨导致孤石裂隙水压力剧增，泥岩基座不断软化，强度降低，触发孤石崩塌。
从目前调查分析，垮塌处残留孤石G02，GS03，斜坡散落的GS04，GS05及零星孤石处于欠稳定状态；GS06，GS07，GS08位于下方公路，目前已经排危清除完成，处于稳定状态；GS09为洞穿下方房屋的孤石，位于斜坡后边缘，处于欠稳定状态，存在继续崩塌的风险。
孤石堆GS01，其整体裂隙发育，基座为泥岩，局部岩腔发育，本次崩塌未出现加剧变形，整体处于基本稳定阶段，随着基座软化，或者降雨冲刷基座，可能出现失稳崩塌的风险。
基于以上分析，可以初步判断钟鼓楼周边地区的地质稳定性较差，存在较高的崩塌风险。为了确保居民的生命财产安全，需要对该区域进行详细的地质灾害调查和风险评估，并制定相应的预防和应对措施。
五、实际应用
1、岩质边坡的稳定性主要受结构面控制。采用赤平投影法可以直观且简便地判断坡面与结构面的空间组合关系，从而评价岩质崩塌的稳定性。这种方法在实际工程中已被证明是有效的，并且结果真实可靠。广德县新都露天矿的边坡稳定性分析是基于赤平投影的方法进行的。通过理正软件绘画出赤平投影图，分析得出iii区边坡层面和优势结构面1的组合有发生楔体滑动失稳的可能性，并提出了相应的防护措施建议。
2、块体理论是一种适合于岩体稳定性分析的有效方法。通过矢量分析法与赤平投影相结合的方法，可以预测边坡潜在的崩塌范围，从而为边坡工程提供科学依据。
3、数值模拟技术如有限元法（FEM）和离散元法（DEM）在岩体稳定性评价中也得到了广泛应用。例如，Flac3D软件可以用于对岩体整体稳定性、应力分布和位移变形进行定量的模拟分析，而结合3DEC软件则可以模拟崩塌运动的结果，增加模拟结果的真实性和可靠性。
4、地基处理技术是确保建筑物地基稳定性的关键步骤。通过局部地基处理和软土地基加固等方法，可以有效提高地基的稳定性，减少沉降，从而保障建筑物的安全。
5、崩塌计是一种用于监测建筑物稳定性的设备，广泛应用于建筑、土木工程等领域。它能够实时监测建筑物的结构变化，如墙体倾斜、地基沉降等，及时发现问题并采取措施，保障建筑物的稳定性。
崩塌稳定性评价及应用分析案例
教学指导手册
教学目的与用途：
1、理论知识构建：首要目的是使学生全面掌握崩塌的基本概念、分类、成因机制以及影响崩塌稳定性的主要因素（如地质构造、岩性、地形地貌、水文气象条件等）。通过系统的理论学习，构建起扎实的崩塌稳定性分析理论基础。
2、技能培养：通过案例分析、数值模拟、现场调查等教学手段，培养学生运用所学知识进行崩塌稳定性评估、预测预警及制定防治措施的能力。重点训练学生的数据收集与分析能力、模型建立与验证能力以及工程设计与施工管理能力。
3、安全意识与责任感：强化学生的工程伦理意识和安全意识，认识到崩塌灾害的严重性及防治工作的重要性。培养学生的社会责任感，使其在未来的职业生涯中能够主动承担起保护生态环境、维护公共安全的使命。
教学内容：
1、崩塌概念与类型：首先，需清晰界定崩塌的定义，介绍其分类依据（如按物质组成、触发因素、运动特征等），使学生理解崩塌现象的基本概念和多样性。
2、地质力学基础：深入分析岩石力学、土力学基本原理，特别是岩石强度理论、土体稳定性分析等内容，为崩塌稳定性的理论评估奠定坚实基础。
3、诱发因素与机理：探讨崩塌的诱发因素，包括自然因素（如降雨、地震、风化作用）和人为因素（如开挖、爆破、植被破坏），并阐述这些因素如何作用于地质体，导致其失稳崩塌的机理。
启发思考题：
1、崩塌的定义和分类？
2、崩塌的成因机制？
3、崩塌稳定性的评估方法？
建议课堂计划：
时间安排：根据教学需要，整个案例课的课堂时间控制在6学时，以便比较充分地了解案例所涉及的知识点，以下是根据课程时间进度安排的课堂学习计划。
课前计划：发放案例材料，提出课后思考题，请学生在课前完成阅读和初步思考。
课中计划：课堂前言，明确该案例主题（20分钟）；案例讲述，案例总体介绍，引导学生分析和认真学习该案例的理论知识点，并提出思考题（120分钟）；分组讨论（20分钟）；小组发言（20分钟一个小组，4组）；案例总结：包括案例中的关键知识点，以及如何运用理论知识去分析和解决实际问题（30分钟）。
课后计划：通过案例分析和总结，使学生掌握案例相关知识，然后布置相关作业，以论文或者报告形式写出案例分析，并对难点和易错点可以进一步研究。
参考文献：
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