落石模拟系统在柔性防护网设计选型的运用

为保证防护网设计能更接近实际情况。运用三维扫描仪对存在病害的路基边坡地形走势进行扫描,获取既有边坡横断面的三维扫描影像,通过数据处理集成软件获取边坡三维坐标点,从中选取本段路基有代表性的路基横断面,通过落石运动分析软件模拟坡面滚石情况,对滚石的弹跳高度、运动速度及冲击能量等危石运动参数进行模拟分析,以此确定柔性防护网设计类型等参数。通过落石运动模拟进行辅助分析,使边坡危石处理防护设计方案更符合现场实际情况。     

边坡柔性防护网系统在既有铁路危岩落石中的应用

危岩落石是山区常见的一种不良地质现象,严重威胁着山区铁路建设及行车安全。以既有路堑边坡危石防护为例对其整治措施——边坡柔性防护网系统作了介绍,包括主动防护网和被动防护网两大基本类型。边坡柔性防护网系统整体防护性能强,防护效果好,施工简便、快捷、经济适用,同时,对行车扰乱小,一般不扰动原始地质和植被,是治理既有铁路危岩落石病害的一种经济可行的方法。     

隧道危石识别及防控研究现状与发展趋势

隧道危石垮塌防控是隧道安全建设面临的重大理论与技术难题,针对危石垮塌机理复杂且缺乏有效的探测技术及方法,难以对其实现有效防控的问题,在系统整理国内外研究资料的基础上,从隧道危石地质调查、危石识别理论、危石监测及控制方法3个方面总结了隧道危石识别与防控的研究现状。在隧道危石地质调查方面,数字罗盘接触测量、近景摄影测量、激光扫描已成为支撑隧道危石地质调查发展的三驾马车,初步形成了基于结构面网络模拟的三维岩体结构信息集成分析方法;在隧道危石识别方面,危石静态及动态识别理论研究取得长远发展,初步形成了静-动结合的隧道危石稳定性判识方法;在隧道危石监测及控制方面,虽然做了一些工作,但尚未形成有效的隧道危石监测及控制技术方法。随后结合笔者团队正在开展的研究工作,系统阐述了现有隧道危石防控理论及技术的不足,并对隧道危石防控对策进行了相关探讨,认为隧道危石防控的研究重点和趋势有以下3点：物-钻-表三位一体的岩体结构探测方法;岩体结构模型跨尺度联合重构方法;隧道危石"点-域"同步监测及靶向控制技术。研究结果可为广大研究者和应用者提供了一个探讨的基本框架,并为本领域研究提供了一定的参考。     

山区公路嵌入型危石稳定性分析

嵌入型危石在山区公路边坡广泛发育,严重影响了山区公路边坡的稳定性.根据嵌入型危石的受力情况建立了危石稳定性分析的力学模型,运用极限平衡理论建立了稳定性分析方法,受力比较明确,所需要的计算参数较少.以国道316某处边坡嵌入型危石为实际算例,计算结果表明该方法能基本反映嵌入型危石的实际稳定状况.     

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。     

影响落石距离相关因素分析及预测研究

通过室内模型试验,研究了不同落石形状、质量、边坡覆盖层厚度对落石水平距离的影响程度。结果表明:形状对落石距离影响最大,质量无明显影响,边坡覆盖层在减少落石距离的同时也增加了变动区间。用偏移比公式对落石距离进行处理得到建议偏移比取值为0.3。将边坡平均坡度、边坡高度、坡面条件、落石质量、落石形状作为输入因子,运用BP神经网络模型进行预测,预测结果表明,该模型能很好地预测落石距离。     

基于ANSYS/LS-DYNA的落石冲击力研究

落石冲击力的计算方法目前以半经验半理论算法为主，计算值与实测冲击力存在较大差别，其适用性、合理性一直未得到工程界一致认同。结合前人冲击试验结论，参考国内外具有代表性的5种冲击力计算方法，阐明了ANSYS/LS-DYNA软件分析落石碰撞地面问题的可行性，此法不仅能考虑落石形状、地面岩土体物理力学特性及其空间分布特征，而且还能考虑不同入射角的碰撞问题；同时还分析了落石入射角、落石形状对冲击力的影响规律。研究结果表明:①初始速度大小相同时，冲击力与入射角呈正线性相关，而冲击力与落石尺寸的关系曲线则为一条正相关的抛物线；②同样重量的落石，块状落石与球状落石形成的最大冲击力相当，而块状落石的平均冲击力则为球状落石的1.1～1.3倍；③球状落石与地面碰撞时最大冲击力约为平均冲击力的1.6～2.1倍，块状落石与地面碰撞时最大冲击力则约为平均冲击力的1.5～1.8倍。     

导向式落石防护装置落石冲击模型分析

落石是西藏山区公路周边最常见的地质灾害之一,严重威胁人们的出行安全。落石具有冲击力大、运动范围广的特点。针对落石的冲击破坏特性,文章介绍了一种导向式落石防护装置。根据落石自由落体运动及冲击力模型得出落石冲击力大小的影响因素,并以导向作用模型阐释冲击碰撞过程中落石、闸板的运动转换以及装置的受力情况。最后以模型推论为基础,实例说明该装置针对不同大小的落石的导向运动方式。     

落石撞击桥墩计算模型研究现状与展望

为了对桥墩进行科学的落石撞击验算及防落石撞击设计,分类整理了国内外相关研究成果,从落石撞击力的静力计算方法、简化动力计算方法、桥墩损伤特征及影响因素等方面进行了分析论述,为桥墩落石撞击验算及防落石撞击设计提供参考.对落石撞击力及结构撞击响应计算提出了建议和展望.     

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。     

隧道掘进爆破对某巨型干溶洞洞壁危岩体的扰动作用研究

为了分析隧道爆破振动引起的溶洞落石风险,以湖北新建高铁黔张常线路高山隧道揭露的巨型干溶洞为研究对象,首先对溶洞进行无人机探测与三维激光扫描测绘,并以三维激光扫描仪监测分析溶洞稳定性,随后以引发溶洞落石频发的掘进爆破扰动效应为重点研究内容,建立溶洞危岩体爆破振动监测系统,获得溶洞表面质点爆破振动速度。结合萨道夫斯基标准公式,给出溶洞表面岩体的爆破振动速度计算公式,分析爆破扰动作用下溶洞落石规律及危岩体裂缝发展规律。主要结论如下： 1)巨型溶洞表面岩体允许的爆破振动速度为1 cm/s,隧道掘进爆破引发的质点振动速度超过该值时溶洞就会出现落石,超过1.5 cm/s时溶洞就会出现多范围大体积落石; 2）为保证溶洞作业期间的人员和设备安全,预防落石风险,采用钢管柱+H型钢梁组成的满堂支架安全防护体系支护溶洞,具有良好的支护效果。     

张家口旅游铁路二郎山隧道工程地质条件及主要地质问题分析

以张家口旅游铁路二郎山隧道工程为依托，通过区域地质及工程地质调绘，结合钻探、物探及原位测试等综合勘察资料，分析二郎山隧道的工程地质条件及主要的工程地质问题。结果表明:围岩失稳、涌水突泥以及危岩落石是二郎山隧道的主要工程地质问题，提出了相应的施工建议。     

基于概率统计理论的滚石运动轨迹数值模拟

滚石作为边坡特别是高陡边坡的一种浅表部破坏方式,是严重的地质灾害之一。因其具有突发性高、随机性强,发生频繁和破坏形式复杂等特点,一直是边坡工程勘察治理中的重点和难点。结合四川省南江县杨树村危岩处治工程,运用滚石分析软件对滚石运动轨迹进行数值模拟,分析了危岩段潜在滚石的运行轨迹——最远运移距离和最大弹跳高度以及不同位置的冲击动能和运行速度,探讨了数值模拟在滚石处治设计中的应用。模拟计算结果为“滚石的运动路径已覆盖公路及附近的房屋,严重影响公路的正常运行和居民安全”。设置拦石墙和种植乔木进行滚石防护后,保障了     

蒙西铁路西峡站危岩落石综合治理

危岩落石作为我国山区3大地质灾害之一,已经成为威胁山区铁路行车安全的一个主要因素。针对蒙西铁路三荆段既有西峡站危岩落石情况,结合边坡落石治理中积累的经验和理论,综合分析了危岩落石失稳机制,提出了综合治理落石病害工点的措施。经过治理,确保了蒙西铁路西峡站的运营安全。     

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。     

地震诱发崩塌滚石的运动特性及防护研究

地震是造成崩塌滚石灾害的诱因之一。以青川某崩塌滚石灾害为例，运用DDA方法，对地震诱发斜坡危岩破坏，发生崩塌滚石的运动过程进行了模拟及研究。结果表明:地震诱发的危岩体因地形及高程产生放大效应时，破坏加剧，运动能力增强；崩塌滚石运动主要以滑动、滚动、跳跃为主；坡面摩擦增大时，能够显著限制滚石的运动能力；DDA方法能够模拟崩塌滚石的运动路径，可以为防护结构的设置位置提供依据。     

高陡边坡崩塌危岩体运动轨迹及冲击能量分析

以某公路经过花岗岩开采区危岩边坡为研究对象，分析危岩段的边坡特征，对危岩体特征进行了分类，运用RocFall软件模拟滚石崩落轨迹，综合预测了滚石冲击能量。研究表明:C片区滚石风险最高，部分危岩对公路冲击能量可以达到20 070 kJ，冲击速度高达47.38 m/s；建议加强该路段的被动防护网设计。     

杭州某高边坡危岩体影响范围分析

以杭州市“龙山石壁”风貌保护治理工程高边坡为实例,对危岩体的影响范围进行了比较系统的分析研究.通过现场滚石试验,对危岩体影响范围进行了划定,运用Rocfall软件对落石运动轨迹进行了分析,评估其崩落后的滚动距离、危岩体坠落以后可能的弹跳高度,最终得出危岩体的影响范围.     

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。     

极震区公路高边坡崩塌危岩体特征及防治措施分析

中国西部地区等级较高的地震,常常发生在岩体强度高的深切割地貌区,因而震后次生灾害的危害预测和防治显得尤为重要。以G213映秀至汶川公路抢险保通的工程实践为例,总结了极震区崩塌灾害对公路造成的危害,结合震区地质环境,对崩塌物源的危岩体的发育和崩塌体运动规律进行了分析,并探讨了危岩体防治措施。供类似工程参考。