长江三峡航道作为我国的黄金航道,有着极大的旅游资源和重要的通航意义,航道安全是长江经济带平稳发展的生命线。自三峡大坝蓄水以来,库区两岸斜坡上调查发现了大量的柱状危岩体,危岩体崩塌将导致重大经济损失和人员伤亡,崩塌灾害的评估与防治工作便成为了当前的维护航道安全的重要工作。库区的崩塌灾害具有突发性强、影响范围广等特征。目前,对于库区危岩体崩塌的研究主要以定性分析为主,缺少相应定量化的研究。因此,定量化分析是较为精确反映柱状危岩体崩塌破坏的重要方法。本文以三峡库区库岸发育的柱状危岩体以研究对象,通过建立比例尺为1:300的概化物理模型开展试验确定研究柱状危岩体失稳破坏模式、堆积形态以及产生涌浪高度等,试验中引入高宽比a值(柱体高宽比)和水深4)为试验变量,为临水条件下柱状危岩体发生崩塌破坏时危险区的划定和灾害防治提供了参考。本文的主要研究内容与结论如下:1)非涉水条件下进行了6组试验,设计6种柱体高度梯度,分别为0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1m和1.2m,即采用6种不同高宽比a的颗粒柱体开展崩塌试验。研究发现在柱体失稳运动过程中,由于高宽比的差异出现了两种典型的破坏机制,当a<2时,破坏过程主要为初始阶段、破坏阶段、后破坏阶段;当a≥2时,分为初始阶段、破坏I阶段、破坏II阶段、后破坏阶段。发现在a≥2试验的破坏I阶段中柱体底部出现明显地压溃破坏。同时,还定量化的研究了崩塌持续时间、堆积坡角、最远运动距离、残余高度以及质心垂直运动距离相关特征,并得出预测公式。公式显示当柱体的高宽比a值增加时,崩塌持续时间∞、最远运动距离8)、势能损失率η以及残余高度Hc随之增加,而颗粒体最终形成堆积体的坡角θ呈下降之势。2)同时,还对淹没度小于0.5的颗粒柱体开展了11组涉水试验。涉水颗粒体柱体的破坏过程主要为:初始阶段(破坏面形成)、破坏I阶段(崩塌入水-涌浪形成)、破坏II阶段(剪切滑移-推移水体)和后破坏及涌浪传播阶段(表面流-涌浪传播)。结果表明,涉水条件下颗粒柱体崩塌过程中发生复杂的“固-水”相互作用,是导致涉水试验与无水试验中颗粒体的运动与堆积出现差异的内在原因,其中颗粒入水导致水体无规则卷覆、流动和推移等,反之,水体的阻力、浮力与流动反作用于颗粒体。查明了“固-液”交互机制。3)通过开展多组次的崩塌试验,根据试验得到大量的试验数据。以柱体的高宽比a值与涉水深度为自变量,最大涌浪8)为因变量得到最大涌浪预测公式,并与试验结果有较好的相关性。将该公式运用于箭穿洞危岩体的崩塌涌浪预测,并将该预测公式的预测结果与Noda法、潘家铮法以及水科院公式法进行比较,结果表明,最大浪高与水科院公式法的结果相近。该公式能够较精确地预测以崩塌解体入水的危岩体的最大涌浪高度。