危岩落石防治技术体系及其特点

危岩落石灾害是我国3大地质灾害之一,其防治技术包括主动和被动防治技术两大类。主动防治技术适用于勘察确定的、大型的危岩体治理,主动防治技术类型中建议优先采用支撑技术,谨慎采用清除措施。被动防治技术适用于危岩带,或线状工程受危岩落石灾害威胁下的防护。其优点是可以全面有效保护落石灾害威胁对象,但限于被动防护系统的拦截能力,通常用来拦截小型落石。被动防护系统的有效设置有赖于落石运动行为预测的可靠程度,如运动路径、弹跳高度、运动速度、动能等参数的获取。拦石网、半刚性拦石墙避免了传统刚性拦石墙的一些缺点,是较好的被动拦截措施。对于具体的危岩防治工程,主被动防治技术结合使用是较好的防治思路。     

柔性防护网在青海西久公路红土山高边坡的应用

西久公路红土山段地处青海三江源,地质构造复杂,褶皱和断裂破碎带较为发育,公路沿线滑坡、崩塌、落石等地质灾害频发,严重威胁公路的运营安全,经常造成公路中断。2007年采用柔性防护网边坡防护技术,较好地解决了传统防护措施难以整治边坡浅层破坏的难题,整片长度为540 m,平均高度33 m,最大高度77 m,总挂网面积18 000 m2。柔性防护网在边坡应用一年多后,格栅后的岩土体上已长出青草,滑塌、掉块等灾害得到了有效控制。     

某铁路线崩塌落石危险性评估与防护措施研究

采用三维激光扫描技术建立高精度地形模型,运用Rocpro3D软件对某铁路线某点位#3危岩区滚石影响范围及防治措施进行模拟研究.结果表明:现有防护措施下,落石滚落过程中存在明显的归槽现象,公路处滚石灾害等级为高和非常高,下部铁路处灾害等级为中等和高,受滚石威胁较大;在坡脚处补充三道被动防护网后,显著降低了落石滚落至铁路路...     

危岩落石轨迹及拦石构筑物稳定性分析

危岩落石为埃塞俄比亚铁路较常出现的地质灾害之一.由于当地条件限制,对于落石的防护措施主要采用硬块石土填筑的拦石堤进行防护.首先介绍了落石轨迹的计算方式,并依此计算埃塞俄比亚铁路实例中落石的轨迹,从而得到落石的冲击力,然后运用有限元分析软件Midas中的soilworks模块对拦石堤的稳定性进行计算.计算结果表明,所采用的拦石形式满足设计要求.     

道路边坡危岩落石运动路径研究

为了研究公路边坡落石灾害的危害程度和危害风险,利用数值分析手法计算了危岩落石在沿坡面的完整运动路径。根据边坡坡度、落石和山坡面的减衰系数、落石速度等,提出一种减衰反弹接触法(DROM)的落石运动路径分析手法,以探究落石的运动特征、方向和角速度。考虑落石为多边体的非质点刚体,利用刚性的回转运动建立非质点的运动方程式。在二维落石运动路径的实例数值分析中,明确了落石水平垂直方向的运动路径、角速度和跳跃高度,为防灾减灾的工程措施提供必要的计算数据。     

丰沙铁路K49段边坡柔性防护选型与布置

针对丰沙铁路K49+160~+890段边坡特征,进行边坡防护方案的比选;根据现场的地形特征,划分不同防护区域开展落石分析,得到了落石的最大速度、弹跳高度、冲击能量等主要参数和落石运动的轨迹。根据分析结果,对不同的防护区域,进行柔性防护的选型及布置,既保证了防护效果,也节约了防护造价,且对铁路的安全运行影响很小。     

基于泊松分布的落石灾害风险评估与决策

参考滑坡、泥石流灾害风险管理，建立落石灾害风险评估与决策过程。以RHRS评价系统为基础，得到危岩崩落及落石抵达威胁区概率；考虑落石灾害造成的人员伤亡、经济损失和环境破坏，提出了相应的概率计算方法，进而得到落石灾害概率，基于泊松分布提出了威胁区内落石灾害年均概率的计算方法。以可接受风险水平和剩余风险水平为主要判据，简要介绍了进行落石灾害风险决策的过程。     

陕西省榆林市境内某高速公路主要工程地质问题及对策

通过资料收集、地质调绘、勘探、物探及室内土工试验,综合分析了某高速公路沿线的工程地质特征及水文地质条件,指出该公路沿线的特殊岩土有湿陷性黄土、膨胀岩、人工填土,主要不良地质有煤矿及小煤窑采空区、崩塌落石。针对沿线的主要工程地质问题提出了相应的工程处理措施意见,为设计、施工提供参考。     

小平地隧道进口危岩落石分析及整治设计

根据成昆铁路小平地隧道洞口岩体结构发育分布情况,结合三维激光扫描技术解释,确定落石的最大直径及方量;通过落石模拟计算,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;分析采用被动防护网和钢棚洞相应的安全性,在保证铁路运营安全的前提下合理确定整治措施的规模,进而提出了洞口防治的综合处理措施。该设计思路、落石防护结构型式具有代表性,对今后类似工程的处理具有很好的参考价值。     

落石冲击棚洞结构的动力响应研究

我国西部山区地形复杂,存在诸多高陡边坡,因此落石灾害时有发生,已严重威胁公路交通安全及人民生命安全。棚洞结构在落石灾害防治中起到了重要作用,但落石冲击棚洞的动力响应过程十分复杂,尤其是落石与棚洞的瞬态接触过程,然而目前国内外学者对于落石冲击问题的研究仍不够完善。为深入研究落石冲击下棚洞结构的动力响应特征,通过建立相应的ANSYS/LS-DYNA有限元模型,分别对落石质量、落石形状、落石下落高度及落石冲击角度4种不同工况下的棚洞结构动力响应过程进行了模拟研究。对不同工况下的冲击力时程曲线、冲击深度时程曲线和Mises等效动应力时程曲线等模拟结果进行了分析。结果表明:冲击力、冲击深度、棚顶Mises等效动应力与落石质量、下落高度呈正相关;在法向方向上,冲击力、冲击深度与冲击角度呈正相关,在切向方向上,45°时冲击所产生的冲击力最大,冲击深度与冲击角度呈负相关;长方体落石和立方体落石所产生的冲击力和棚顶Mises等效动应力大于球体落石,而冲击深度小于球体落石。     

基于柔性防护网的落石防护设计

柔性防护网用于边坡落石防护具有独特的优越性，除了制造、施工、配置之外，防护设计方案的合理与否同样影响其防护效果。以某公路边坡为例，采用三维激光扫描技术对公路边坡进行了地形扫描，结合现场地质调查，运用数值模拟软件对边坡落石运动进行计算分析，获取落石运动轨迹、速度、能量以及弹跳高度，并在此基础上进行了落石防护设计，降低了柔性防护网失效可能性。     

被动柔性防护网在边坡防护中的工程应用与研究

为了解决被动柔性防护网结构研究和设计依据缺乏的问题,针对我国边坡防护过程中落石灾害的广布偶发与集中群发的特点,比较了被动柔性防护网与传统圬工结构在边坡防护应用中的优缺点,研究了被动柔性防护网的工作原理,指出了施工过程中的控制要点,分析了被动柔性防护网的应用和研究现状,结果表明:被动柔性防护网结构在安全性、经济性、适用性和环保性等方面具有显著优越性,但是,我国相应规范在系统整体性能检验、动力性能及稳定性能等方面需要完善,以实现系统整体构件的优化配置。     

山区公路高陡边坡引导式柔性缓冲系统的设计方法

为了进一步推广引导式柔性缓冲系统的工程应用，验证其防护性能和可靠性，依托渝黔线高速公路区间内某山区桥梁的高陡边坡落石防护工程，开展了工程设计计算，并对引导式柔性缓冲系统的防护性能进行分析。首先利用无人机航测建立防护区域的三维模型，明确了桥梁结构与边坡的空间位置关系和防护需求；基于危岩体实际特征对5个边坡纵断面开展了落石运动轨迹分析，根据弹跳高度和冲击动能包络值确定防护高度和防护能级指标；初步设计了引导式柔性缓冲系统的部件规格参数，建立了系统的有限元模型，并通过与关键部件试验数据对比验证了数值模型的有效性；基于离散元-有限元耦合算法，分别验算了相同初始动能的单体落石和多体落石2种工况下引导式柔性缓冲系统的内力，对比分析了有无防护时落石灾害对桥梁结构的侵害情况，从而验证了防护效果。计算结果表明：满足设计要求的引导式柔性缓冲系统能够有效抑制落石弹跳高度，从而避免落石侵限和撞击桥梁结构；引导式柔性缓冲系统关键部件内力响应均未超过设计限值，但不同工况下相同部件的内力峰值差异较大，因此，应采用各工况内力包络值进行设计，且关键构件的承载力安全储备系数不应小于1.2；防护全过程的耗能机制主要由系统塑性变形、系统阻尼以及落石与边坡和系统的摩擦碰撞3部分构成，其中塑性变形和摩擦碰撞耗能占主导地位，可分别按40%和60%的比例进行设计；拦截区段和引导区段的设计耗能比例系数可分别按0.7和0.3考虑，各区段中的主要耗能部件均为耗能器和环形网片。在此基础上，提出了基于能量匹配原理的引导式柔性缓冲系统的工程设计方法及流程，并建议了针对不同性能目标的多水准设计策略，以期发挥系统更大的防护潜能。     

龙沟湾崩塌体治理工程总体设计

本文根据龙沟湾崩塌落石易发程度、危害性、施工地理条件,本着因地制宜、因势利导,实事求是原则,利用环境保护与灾害治理的最佳结合点,根据落石易发程度、危害性、施工地理条件综合考虑治理工程措施。     

国道G318线(西藏段)山区公路泥石流防治措施

为了提高山区公路的运营安全,保障公路沿线居民的正常生产活动和生命财产安全,该文以国道G318线西藏段为实例,在分析国道G318线西藏段公路泥石流基本特征和治理原则的基础上,提出应对山区公路沿线泥石流灾害的4种常用防治措施:工程治理措施、生物防治措施、监测预警措施和管理保障措施。通过国道G318线西藏段公路泥石流的调查分析,对处于紧迫状态的8处泥石流灾害提出具体的防治措施,治理效果评价结果表明:以工程措施为主,生物措施为辅,监测与管理为基础的防治方针有效控制了泥石流灾害的发生,更好地保障了山区公路的正常运营和沿线居民的生命财产安全。     

三维落石模拟于明隧道载重问题之应用

台湾山区落石灾害层出不穷,每逢地震事件或台风豪雨季节常引致山区落石灾害,而落石灾害程度因量体差异而有所区别,尤以大量岩块同时运动堆积所导致山区明隧道工程破坏最为严重,诸如中横沿线大规模落石导致明隧道破坏之灾害事件.回顾当前研究,前人多以集块质量法、二维分离元素法进行落石运动轨迹之模拟,并依据能量大小决定危险等级作为落石危害区划定之依据,却往往忽略了落石群同时运动产生交互作用,甚至二维与三维堆积分布差异,造成最终落石危害范围之影响.有鉴于此,本研究主要着重于落石群堆积模拟于探讨明隧道顶部载重之影响,应用小型室内物理模型配合分离元素法之颗粒力学仿真,针对不同量体岩块条件下进行其岩坡落石群堆积之力学行为模拟.藉此将相关力学模拟方法应用于实际落石灾害区,以期成为当前明隧道载重设计、相关技术规范及后续研究之参考依据.     

柔性防护网在边坡危岩落石防治中的组合应用

目前大多数危岩落石防治工程中只是采用单一柔性防护网进行防护，存在主动网防护区域大、造价高或被动网钢柱高度有限、防护高度不足等弊端。结合某铁路职工培训学校的实训场边坡危岩落石防护工程，将主动网、帘式网、刚性格栅应用于危岩落石治理，并在施工中采用被动网作为临时防护。施工结果表明，多种柔性边坡防护网组合防护，在保证危岩落石防护效果的前提下能降低施工难度，节省防护成本。     

万州太白岩南坡旅游公路落石棚洞结构设计

崩塌落石灾害严重危害区内经济活动和人民生命安全,落石棚洞是防御此类灾害的有效措施之一。以重庆市万州太白岩南坡旅游公路为研究对象,针对其狭窄的地形及其作为旅游点的周围环境条件,系统地提出了棚洞设计方案,得到其结构各部件的计算方法,为相应工程提供一定的借鉴。     

V型冲沟落石防护结构设计

为了解决危岩落石对山区高铁运营的威胁,并改善乘车的舒适度,以宝兰客运专线南马棕山隧道和千家沟隧道之间的大水沟落石防护结构设计为背景,提出锚索(锚杆)框架梁边坡防护与拱形明洞相结合的综合防护设计方法;根据地形、地质情况,结合受力分析,拱形明洞防护结构独立于桥设计,其基础采用纵梁+墩、钻孔桩;应用有限元对落石的运动轨迹、冲击能量及拱形明洞结构进行数值模拟,验证了结构布置的合理性及安全性。     

高边坡倾倒式危岩体落石分析及防护设计

现有的路堑高边坡由于当时开挖作业,必然改变了坡体的应力状态以及应力路径;由于卸荷的作用,坡体内部的节理裂隙张开,在开挖边坡面附近的坡体一定范围内形成了松弛区。松弛区内部分危岩体脱离母岩,形成落石。针对广州地铁南沙平高边坡施工过程中引发的落石进行计算分析,对比考虑坡体植被阻尼作用条件下与未考虑坡体植被阻尼作用落石运动状态、停留位置、运动时间和速度特征以及与坡面碰撞等,并采用柔性支护方式拦截落石。结果表明:植被对落石阻尼作用明显;柔性防护措施有很好的工程效果。