多落石冲击被动柔性防护体系的动力响应分析

应用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对被动柔性防护体系在落石冲击作用下的变形和能量进行研究，采用ANSYS/LS-DYNA的显式分析方法，模拟了多块落石在不同运动模式下，其冲击荷载对被动柔性防护体系的动力响应，根据时程曲线，对比分析了多块落石在不同运动模式下的位移、冲击力、能量变化规律. 分析结果表明:随着落石初始冲击动能的增加，防护网达到最大位移所需时间总体呈现减少趋势，且冲击时间在0.11～0.14 s之间；落石的最大冲击荷载出现在0.04～0.07 s，且随初始动能增加逐渐增大；在落石冲击过程中，被动柔性防护结构发生能量耗散，其中钢丝绳网在落石为滚动状态下的能量大于落石为弹跳状态下的能量，且钢柱在落石为滚动状态下的最大峰值能量大于落石在弹跳状态下的最大峰值能量；在钢丝绳网被冲破时落石在滚动状态下钢柱的能量发生急剧增大.      

SNS柔性防护网在山区防护中的应用

SNS防护网的类型SNS边坡柔性防护网可分为主动防护系统和被动防护系统两种:系统以钢丝绳作为主要构成部分并以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治各类斜坡坡面地质灾害和雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害的柔性安全防护系统技术和产品。主动防护系统是用以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖或包裹在需防护的斜坡或岩石上,以限制坡面岩土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌(加固作用),或者将落石控制于一定范围内运动(围护作用);其另一功能本质上应归于被动防护,但在SNS系统中由于其结构     

被动柔性防护系统对落石冲击作用的传播效应

被动柔性防护系统遭受落石冲击作用时的波传效应对系统耗能效率存在重要影响,对此开展了能量为1 500 kJ的3跨足尺模型冲击试验,结合LS-DYNA开展了非线性动力分析,对比研究了柔性防护系统的冲击变形、特征点位移和钢丝绳拉力等结构响应沿支撑绳纵向的传播特征. 进一步开展了4跨、5跨、6跨和7跨模型的冲击动力学模拟试验,研究了纵向传播距离增加对冲击响应的影响,包括支撑绳拉力、网片内力和系统冲击力随随波传距离增加的衰减率、构件耗能率和冲击历程的多阶段耗能率变化. 研究结果表明:冲击跨支撑绳拉力明显高于边跨;冲击跨网片内力最大,两侧网片内力急剧衰减,呈高斯型衰减分布;随着系统跨数增加,落石冲击变形极值变化较小,但变形时程变化差异较大;内力衰减变化明显,7跨模型中,支撑绳内力衰减超过了50%,网片内力衰减了40%,冲击力衰减了14%;随着系统传播距离的增加,网片、减压环以及钢柱的耗能减少,钢丝绳和其他摩擦耗能增加,第1、2阶段耗能增大,第3阶段耗能减小.      

柔性网防护系统在我省高速公路的应用

结合SNS柔性网防护系统在金丽温高速公路太平港3号隧道洞口边坡防护中的应用，阐述了该防护网系统在落石防治上的优点和适用性。     

被动防护网在下际服务区泥石流治理中的应用

被动防护网是以钢丝绳网为主要特征构件,以拦截形式防治各类坡面地质灾害、坠物等危害,是一种柔性防护措施。主要通过实例对被动防护网的特点、施工流程及要点等进行了阐述,以供类似工程参考。     

柔性防护系统环形拦截网分区等代模型

环形网是被动柔性防护系统中的重要结构单元,其冲击变形具有明显的多柔体非线性动力学特征,其计算模型的构建是柔性防护结构理论研究的难点与关键点. 为了建立环形网的计算模型,首先通过柔性被动网整体结构足尺冲击试验,获取了环形拦截网的区域化变形特征以及网环的典型变形状态;其次通过网环拉伸试验与数值仿真计算的方式得到了各典型变形状态下,网环的荷载位移关系,建立了分区等代计算模型;最后通过与网片顶破试验、动力冲击试验展开对比计算的方式校验了模型的准确性. 研究结果表明:环形拦截网具有明显的分区域变形特征,网环（环形网的基本单元）具有3种典型变形状态,各变形状态的网环均具有两阶段受力特征;据此采用连接于圆心、初始长度为网环半径的“X”形4桁架单元模拟单个网环,将典型变形状态下网环的荷载位移关系等效为桁架单元应力应变关系,连接对应节点形成整片网的单元模型,根据网环所处的变形区域赋予桁架单元相应的应力应变关系,建立了整片环形网的高效率分区域等代模型;通过与静力试验及动力试验的对比,模型计算误差小于10%.      

一种新型的边坡柔性防护系统

SNS作为一种新型的边坡柔性防护系统,是以钢丝绳网为主要构成部分,并以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治各类斜坡坡面地质灾害和雪崩、岸坡冲刷、飞石、坠物等危害的柔性安全防护系统.随着该系统在技术上的日趋完善,形成了一种地质灾害防治工程领域内不可替代的防护新技术,在斜坡安全,特别是崩塌落石防护领域得到了大量的推广应用.     

一种新型的边坡柔性防护系统

SNS作为一种新型的边坡柔性防护系统，是以钢丝绳网为主要构成部分，并以覆盖（主动防护）和拦截（被动防护）两大基本类型来防治各类斜坡坡面地质灾害和雪崩、岸坡冲刷、飞石、坠物等危害的柔性安全防护系统。随着该系统在技术上的日趋完善，形成了一处地质灾害防治工程领域内不可替代的防护新技术，在斜坡安全，特别是崩塌落石防护领域得到了大量的推广应用。     

浅谈柔性被动防护网在边坡防护中的应用

柔性被动防护网具有施工方便、快捷、地形适应性较好、维修管理方便等一系列的特点,因而在公路工程边坡防护中的应用较广。本文以福州至永泰高速公路隧道顶盘山路防护中应用柔性被动防护为例,详细介绍了柔性防护技术优势以及具体应用施工技术措施。     

SNS柔性防护网在边坡防护中的应用

SNS柔性防护网作为一种新型公路边坡锚固防护形式,在山区公路中尤为适用。通过SNS柔性防护网在某高速公路边坡防护中的应用,阐述了柔性防护网的具体设计方案及施工技术要点。     

锚墩式主动防护网加固边坡防护效果数值分析

为研究锚墩式主动防护网这一新型锚-网组合结构加固边坡的防护效果,依托省道S216线典型高陡边坡,采用FLAC^3D有限元软件对锚墩式主动防护网和传统预应力锚索两种加固措施进行数值模拟,分别从边坡的位移、应力、应变分布特征和边坡安全系数方面进行对比分析。结果表明：(1)锚墩式主动防护网中的锚-网组合结构可同时有效限制边坡浅表层变形破坏和深层滑动失稳破坏;(2)相比单一预应力锚索,锚墩式主动防护网加固边坡的位移场、应力场、应变场分布均匀合理,边坡安全系数高,加固效果更优;(3)由于锚墩式主动防护网具有整体加固效应,预应力锚索锁定值应考虑坡面主动防护网防护作用力的增量。研究成果可为锚墩式主动防护网的合理设计和推广应用提供参考。     

消能棚洞冲击信号动力特征

考虑落石下落高度、质量、形状和垫层厚度等参数, 采用室内模型试验研究了消能棚洞冲击信号的动力特征, 获得了冲击信号的频谱和自相关曲线, 分析了冲击信号的时频特征和最大频谱对应的振动频率及其变化规律, 并基于小波分析方法提取了各个频段的冲击信号, 获得了冲击信号能量的主要分布范围。研究结果表明: 随着落石下落高度的增加, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值增大, 且该冲击信号的频谱有4个峰值, 呈对称分布; 不同形状落石冲击棚洞时冲击信号频谱幅值由大到小的顺序依次为球形、长方体、立方体和圆柱体; 普通棚洞顶部垫层越厚、落石质量越小时, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值越小; 当5 kg球形落石从0.5 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞冲击信号的最大频谱和自相关曲线峰值较普通棚洞分别降低了60.98%和82.57%;当5 kg球形落石从2 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率15.625~62.500 Hz处, 占总能量的63.73%, 普通棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率0~15.625 Hz处, 占总能量的74.30%。可见, 消能棚洞设计时应主要考虑中频冲击, 而普通棚洞设计时应主要考虑低频冲击。      

斜坡落石灾害及其SNS柔性防护

落石灾害作为一种特殊的动力地质灾害,其分布点多、面广并难以治理。在分析现有崩塌落石防护技术的基础上,介绍了以钢绳网、高强度钢丝格栅和环形网等为主要构成材料的SNS柔性防护系统的功能原理、基本特征、主要构成和主要适用范围,阐明了该项新技术在防护功能、标准化设计与施工作业以及适应性和安全可靠性等方面相对于传统常规手段的技术经济优势。     

SNS柔性防护在保阜高速公路中的应用

柔性防护技术最初是在20世纪50年代用于雪崩防护．至今已有50多年的历史了。在此期间,柔性防护技术不断发展改进,现已用于岩崩、泥石流防护中．并在边坡防护加固领域得到了广泛地推广。本文通过某工程边坡落石防护工程的方案选择．将柔性防护系统与传统防护措施作了比较．显示了柔性防护系统在技术、经济和其他方面的综合优势。     

喷锚技术在国道101线高陡边坡防护中的应用

喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,减小岩体侧向变形．增强边坡的整体稳定性。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡：或虽为坚硬岩层,但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落．以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡：或岩质边坡因爆破施工,造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部,路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。     

钢棚洞结构设计探讨

使边坡的锚喷支护与钢棚洞结构有机结合,可最大限度地保持山体稳定并保护生态环境,避免边坡山体不稳定而产生的落石、滑坡、坍塌等灾害发生。通过对冲击最不利位置处的有限元数值模拟分析表明:这种结构体系是合理的,其变形与受力满足相关规范要求。     

SNS柔性防护网在边坡防护中的应用

结合丽龙高速公路山体喷锚体局部脱落处治工程中运用的悬挂GPS2主动防护系统(SNS柔性防护网)的工程实践,介绍了SNS柔性防护系统的工序步骤、技术措施、施工要求、施工工艺,可供相关单位在进行边坡防护和工程抢险中借鉴、参考.     

落石冲击下单压式拱形明洞的力学响应

为进一步了解结构受力情况,为明洞结构设计提供依据,采用动力有限元方法,对客运专线双线单压式拱形明洞落石冲击下结构力学响应进行了研究.首先,以竖直下落冲击为基本工况,从落石与洞顶回填土的相互作用及运动轨迹入手,分析了结构的应力、应变、应变率、位移、速度、加速度等作用效应响应;其次,根据落石、回填土及结构间能量的转化与传递规律,结合结构及基底应力响应,阐述了回填土和混凝土填充材料对落石冲击的缓冲和对结构的保护作用机理,以及边墙形式对基底及仰拱受力的影响;最后进行了45°斜向冲击响应分析并与基本工况进行了对比.研究结果表明:所设计的明洞结构可以承受竖向700 k J的落石冲击能量,拱顶、拱肩及墙身内侧和耳墙墙址等部位是相对受力不利位置,回填方式和直墙式拱墙形式有待进一步研究优化;冲击引起的结构应变率响应介于1×10~(-3)~1×10~(-2)s~(-1),与地震引起的响应范围相同;在本研究工况下,45°斜向冲击作用效应总体上小于竖直冲击.     

研究锚喷网支护技术在高陡边坡防护中的应用

目前在高陡边坡工程施工体系中,锚喷网支护技术仍然是比较科学的防护手段,通过利用混凝土喷射、锚杆架护和钢筋网加固,能够使高陡边坡增加良好的坚固程度和稳定性能,有效地防止边坡的变形和滑塌。试结合实例,对锚喷网支护技术在高陡边坡防护中的科学应用进行分析论述。     

柔性钢棚洞结构在落石灾害防治中的应用研究

为了解决柔性钢棚洞结构研究和设计依据缺乏的问题,针对我国交通建设中落石灾害的广布偶发与集中群发的特点,比较了不同落石灾害防治措施在工程应用中的优缺点,分析了刚性和柔性棚洞结构的特点及在设计理论、动力性能及稳定性能等方面的研究现状;并利用有限元软件ANSYS进行数值模拟,结果表明:在相同宽度、延伸长度和防护能级的条件下,柔性钢棚洞在结构受力、施工、环保和经济性等方面具有显著优越性,特别适用于隧道、公路进出口对落石的防护,尤其是快速抢修抢建工程.