北川羌族自治县都坝乡政府后山崩塌落石

针对四川省绵阳市北川羌族自治县都坝乡政府后山崩塌的落石,结合影响落石运动的各种条件因素,分析并确定落石的运动形式,选取合适的计算公式,初步得出了落石运动的速度及其对坡下危害目标的冲击能量。     

大庙峡隧道进出口危岩落石分析及整治设计

京广线大庙峡隧道进出口边坡分布大量危岩落石对正常行车构成一定威胁。利用三维激光扫描技术,确定了落石的最大直径和方量;利用落石软件模拟计算,分析危岩体的运动特征,包括落石落下的最大可能位置、弹跳高度和能量等;在保证铁路运行安全的前提下合理确定整治措施的规模,进而提出洞口防治的综合处理措施。该设计思路、落石防护结构形式具有代表性,对今后类似工程的处理具有很好的参考价值。     

落石运动模式与运动特征现场试验研究

落石试验是寻找落石运动敏感因素、探求运动规律和获取运动参数的较好方法.为厘清落石形状、块度大小和运动模式对其运动特征的影响规律,进行了112块落石现场试验;以落石形状、质量和运动弹跳次数为变量,统计分析了水平运动距离、运动速度的变动规律.试验结果表明:不管何种形状落石,运动模式均为滚动和弹跳,无明显滑动段;切坡平台和公...     

落石动量参数对被动柔性防护网的影响研究

被动柔性防护网是公路和铁路沿线防护落石灾害的一种常用装置,为研究落石动量参数对被动柔性防护网的影响,文章以常用的RX-500型被动防护网为原型,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件对具有相同尺寸、相同动能和不同动量的落石冲击被动柔性防护网的受力性能和能量耗能规律进行研究。结果表明:落石动量参数对落石能量耗散时间影响很大,落石动量越大,落石能量耗散的时间越长,落石冲击时间可延长21.34%;落石对被动柔性防护网的受力性能和各构件的耗能占比影响较小。     

基于落石运动特性分析的拦石网设计理念

危岩是我国山地一种主要地质灾害类型,拦石网是近年应用的一种落石柔性被动防护系统。当前研究一方面重拦石网系统本身,轻落石运动特性,缺少初始运动参数;另一方面落石运动研究成果没有同拦石网系统特点相结合。本文将落石运动简化为综合摩擦运动,进行了危岩威胁区域预测。将落石在坡面运动状态归结为跳跃、滚动和滑动,并以危岩起始运动速度作为初始速度,通过分段计算得到落石沿坡面的完整运动路径。最后,根据落石运动特性计算结果,结合拦石网系统特点,提出了拦石网基于落石特性计算布设的原则和方法。工程应用表明:同传统刚性被动防护系统相比,拦石网环境适应性好、施工影响小、造价低、工期短。     

山地旅游景区落石灾害威胁区域及防治措施研究

山地旅游景区落石具有较大的运动速度、弹跳高度，严重威胁影响范围内人员与设施的安全。文章以浙江省三门县蛇蟠岛景区为背景，对景区内落石灾害的威胁区域和防治措施进行研究。通过选取古洞室洞内顶板、古洞室洞内带顶洞口及洞口边坡三个易发生落石的典型场地，进行不同形状、不同质量的现场落石试验，对落石的运动轨迹、运动特征及威胁区域进行研究。同时，针对山地旅游景区落石灾害防治提出优先采取避让措施，无法避让时，再采取工程处理措施。结果表明：①落石运动过程发生了弹跳、滚动和滑动运动，落石的一次运动中可发生多次弹跳运动，危害性较大，且洞内顶板个别落石弹跳高度较高，带顶洞口落石经洞顶台阶后，水平运动距离较远，洞口边坡坡面的树木杂草和起伏不平对落石运动影响较大。②可以采用“遮挡”措施、支顶措施等工程措施对落石灾害进行防治。此结果可指导蛇蟠岛景区落石威胁范围与危害程度判定，并为落石防治设计提供参考依据。     

高陡边坡引导式落石防护网系统原位冲击试验

针对高陡边坡落石防护,提出了一种引导式落石防护网系统技术。通过落石运动路径全历程的动能特征分析,建立了系统的主动耗能控制方程,明确了防护系统的耗能控制原理,提出了防护技术措施,构建了引导式落石防护网系统的结构模型。设计了防护能量为2500kJ的足尺引导式柔性防护网系统模型,开展了场地冲击试验,系统试验模型铺设于破碎岩体发育的高陡坡面,铺设宽130m,高82m,纵坡约60°。考虑有、无防护系统,开展了6个落石冲击试验工况,对落石轨迹特征、冲击动能进行了对比分析。研究发现,与落石自然滚落相比,设置引导防护系统后,落石沿坡面的运动时间延长超80%,落石的碰撞次数增加约5倍,弹跳高度降幅超80%,横向偏移量降幅超50%,触底动能和坡底逸出距离均减少约65%,综合耗能比例高达89%,新系统实现了对落石崩塌灾害的"拦截-压制-引导"综合控制。     

铁路上游靠山侧高陡崖区危岩落石综合治理研究

危岩落石作为典型的山区不良地质体,严重威胁山区铁路的安全,对无法绕避的危岩落石进行治理是确保铁路运营安全的关键。针对衢宁铁路黄旗岭隧道上方高陡危岩落石的情况,首先通过倾斜摄影+激光雷达扫描、地质测绘等手段查明分布特征,然后采用Rockfall软件选取代表性断面模拟危岩落石运动轨迹,得到了落石弹跳高度、冲击能量包络图以及运动速度、落点统计等参数,最后提出该病害点综合治理的措施。经过治理,确保了衢宁铁路的开通运营,可为以后类似高陡危岩体的处理提供参考。     

边坡崩塌落石运动距离振动台试验研究

为研究场地类型、地震动强度、落石大小和形状等对落石运动距离的影响,进行了室内振动台试验。研究表明:不同形状的落石在远场地震作用下运动距离大于近场地震作用下的落石距离;并且随着峰值加速度的增加,不同形状的落石运动距离也逐渐增加。对边坡坡角和坡高的研究表明,当边坡角度小于50°时,随着边坡坡角的增加,不同形状的落石运动距离增大,在边坡角度达到50°后随着边坡角度的增加,不同形状的落石距离开始表现出减小趋势;随着边坡坡高H的增加,不同形状的落石的运动距离表现出增大的趋势。且考虑地震波的场地类型和频谱特性后,基于概率方法测得在1.2 H~1.6 H范围内落石概率达到最大值,此区间的确定可为坡脚建(构)筑物的防护设计提供参考。     

山区落石运动规律实验研究

针对落石灾害,采用模拟试验的方法,研究落石的形状、质量以及地表形态等对落石运动的影响,记录落石的碰撞点、最终停止点、偏移量,计算出偏移比。分析出落石的形状对落石的偏移比有较为显著的影响,其中立方体和近球体的偏移相对较小,形状越不规则的落石在相同的条件下偏移比越大,实际的防护工程中,对于形状不规则的落石岩体应该采用范围更大的防护措施。落石的质量越大,其相应的偏移比越小,质量巨大的落石,偏移比都小于0.1。     

基于冲量定理的滚石对构筑物冲击力计算方法

 滚石灾害在工程施工过程中对施工人员、设备和构筑物具有较大的威胁,因此研究滚石的运动特性及其冲击力显得非常重要。基于刚体运动学原理建立滚石运动特性的计算方法,通过与数值仿真结果对比来验证其合理性,同时滚石的运动参数作为计算其对构筑物冲击力的基础参数。在考虑滚石自转的基础上,基于冲量定理提出滚石冲击力的计算方法,并结合弹性力学理论解决计算中的撞击时间难以确定的问题。利用提出的方法对长河坝环境边坡的滚石运动特性及冲击力进行分析,计算结果表明：滚石运动过程最大弹跳高度可达25 m、最大平动速度和转动速度分别可达到57 m/s及350 rad/s,滚石运动受地形影响较大。结合运动参数分析结果和冲击力计算模型确定滚石对不同部位构筑物的冲击力数值,冲击力计算结果为构筑物位置的选择及灾害防治提供了一定的参考。     

滚石离散元数值模拟的参数反演

 离散元法(DEM)是数值模拟崩塌落石运动的一个有力方法,但确定离散元输入参数是个难题。提出一个基于已知落石轨迹的离散元参数的反演计算方法。落石轨迹可以通过现场落石试验或者野外实地调查实际落石过程获得。该方法的特征为反演得到的离散元参数可以间接反映边坡与落石冲击时的变形以及植被缓冲效应。建议的几个保证解的有效性得到验证,稳定性措施效果良好。室内落石试验结果和现场落石工程实录验证证明了该算法的有效性和实用性。     

滚石防护机理简介及防治对策

介绍了边坡滚石地质灾害的产生条件,对滚石的能量及运动轨迹进行了分析,然后介绍了滚石常用的防护方式,并针对具体工程实例对柔性防护系统做了介绍。     

Practical studies on rockfall simulation by DDA

In this paper,simulations of real rockfall by discontinuous deformation analysis (DDA) are conducted.In the simulations,the energy losses of rockfall are categorized into three types,i.e.the loss by friction,the loss by collision,and the loss by vegetation.Modeling of the energy loss using absolute parameters is conducted by the DDA method.Moreover,in order to verify the applicability and validity of the proposed DDA,field tests on rockfall and corresponding simulations of rockfall tests by DDA are performe...     

地下工程口部防落石拖挂网的试验和数值分析

地下工程的口部易受到崩塌、落石灾害威胁,一般可通过落石防护网进行防护。防落石拖挂网是一种新型的落石防护网,其“因势利导,以柔克刚”的结构形式可以有效降低结构内力峰值,减少建设和维护成本。为了探索防落石拖挂网在落石冲击下的变形模式和结构内的荷载传递规律,通过模型试验对防落石拖挂网的防护性能进行研究。研究发现,未布置拖挂网时落石直接飞跃到试验边坡底部,布置拖挂网后落石飞行高度明显降低,达到了控制落石运动轨迹的目的。根据模型试验构建了防落石拖挂网的数值计算模型,并从防护网形态、落石运动轨迹和落石出射速率等方面与试验进行了对比验证,为下一步防落石拖挂网的耗能机理和传载规律研究奠定了基础。     

基于正交试验的露天矿高陡边坡落石随机预测

随着工程建设的发展,边坡尤其是高陡岩质边坡工程,落石灾害已成为仅次于边坡稳定性的研究课题之一。结合白云鄂博铁矿东矿边坡落石问题,对落石产生的影响因素、落石运动轨迹及落石与坡面的相互作用进行力学分析;采用基于正交试验的反分析方法,认为影响落石最大水平运动距离的主要因素为落石法向和切向恢复系数,并确定相关的落石分析参数;采用概率方法对工程实例的深部开采边坡落石问题进行预测,并按照落石落点空间位置及其动能分布,设计拦截网防护措施的高度及强度。落石参数的正交试验确定方法及基于概率分析的落石预测分析思路等,对于高陡岩质边坡落石灾害分析及防护措施确定具有推广和应用价值。     

边坡滚石运动轨迹分析及坡形坡率设计

在闽东南地区,因花岗岩球状风化诱发的边坡滚石灾害问题十分突出,通过研究滚石运动轨迹来确定合理的坡形坡率是防范边坡滚石灾害的基本对策。对边坡坡率、平台宽度和坡面特征三个基本参数变化条件下典型边坡滚石运动轨迹进行定量计算和对比分析,得到了以下结论:1植被覆盖的土质坡面较光滑坚硬的岩质坡面具有明显的"消能"效应;2加宽平台及增加平台植被可有效阻碍滚石运动;3放缓坡率能延缓滚石启动变形,并能明显控制滚石运动距离;4宽平台结合上缓下陡的坡形坡率设计是控制滚石灾害的优选方案。