基于能量比例系数的滚石冲击力计算方法研究

滚石冲击力是滚石防护工程设计的重要依据。为此，基于能量守恒原理，引入能量比例系数，考虑滚石冲击角度，提出滚石冲击土体的最大冲击力计算方法。通过物理模型试验，研究了滚石特征参数(质量与尺寸)、动力学参数(冲击速度与角度)及土体性质参数(密度与抗压强度)对能量比例系数的影响，构建能量比例系数无量纲经验公式，建立滚石冲击力计算模型并验证了模型的可靠性。结果表明：能量比例系数与滚石质量、冲击速度、冲击角度呈负相关关系，而与滚石尺寸、土体密度以及抗压强度正相关；提出的基于能量比例系数的滚石冲击力计算模型能够有效预测滚石最大冲击力，且与已有研究中大尺度模型试验结果吻合良好。研究成果可为滚石灾害防治提供理论依据及技术支持。