落石冲击荷载下车厢顶棚结构动力响应

以国产25型客车为原型,将落石简化为刚性球体,车厢视为弹塑性材料,基于非线性有限元分析软件LS-DYNA,从落石冲击位置下方节点的位移及速度响应、落石冲击坑、落石冲击力等角度出发,对比分析了不同冲击角度对车厢顶棚结构动力响应的影响.结果表明:起始冲击区域的垂向位移和垂向速度响应随冲击角度的增大而减小;落石冲击坑的形状和位置有相应的变化规律;落石冲击力与冲击角度呈负相关,主要表现在法向方向.该结论可为今后列车结构在落石冲击作用下的安全设计提供参考.     

落石冲击下拱形明洞结构受力的模型试验研究

为研究落石冲击下拱形明洞结构的受力特点,通过改变落石质量及回填土厚度,利用1∶30缩尺模型试验分析了结构落石冲击所在断面不同部位的横向应变、轴力及弯矩等内力响应最大峰值的大小及分布特征,对各内力最大峰值随回填土厚度的变化趋势进行了分析,最后利用结构变形、弯矩及轴力图,对落石冲击下有回填土拱形明洞结构受力模式进行了总结. 研究结果表明:拱顶部位力学响应最显著,拱肩次之,拱腰及仰拱最小;结构受力形态可描述为拱顶部位轴向受拉、拱肩及以下部位为轴向受压的力学模式;与静力学分析隧道或明洞衬砌结构的荷载-结构模式不同,现行隧道设计规范中按素混凝土偏心受压构件对拱顶结构进行安全检算的方法并不适用于落石冲击工况;回填土厚度的增大有利于结构拱顶、拱肩及仰拱结构的受力,但对拱腰部位影响复杂,在设计时需结合落石规模、边墙形式及回填方式等进行具体分析.      

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。     

公路崩塌落石灾害机理及防治

概述 随着我国经济的快速发展及西部开发战略的推进,穿越西南、西北山区复杂地形地貌区域的高等级公路越来越多,随之带来的各种工程问题也日益增多。崩塌作为山区常见的一种不良物理地质现象,对山区公路的修建及后期运营造成了严重的影响．目前崩塌落石的破坏机理及防治技术逐渐得到的工程技术人员的关注。崩塌落石的形成机理及影响因素复杂．铁道部和我国学者张倬元、郑象铣等分别对崩塌落石灾害进行了定义和论述．各有其侧重点。     

喷锚网技术在公路施工管理中的应用

喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土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(土)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。对喷锚支护施工工艺进行论述,并结合工程实际,对施工中应注意的事项进行了分析。     

集对-层次耦合法在崩塌区危险性评价中的应用

有效预测崩塌灾害致灾区域及其危险性,为合理规划土地资源、实施崩塌防灾减灾提供重要指导借鉴。遴选斜坡坡形、坡度、坡高、下垫面岩土性质、落石质量、落石形状和落石的岩性条件等7个因子作为崩塌区域致灾危险性评价指标;通过指标量化,采用广义集对分析法和层次分析法相结合,确定了崩塌区域致灾危险性评价指标权重;采用同、异、反联系测度提出了落石停积在各承灾区的可能性评价模型,并根据落石停积位置的预期概率将崩塌致灾危险性分为极高危险、高危险、中危险、低危险和极低危险等5个危险性等级。最后通过现场落石试验,验证了危岩崩塌区域危险性广义集对-层次耦合评价方法的合理性     

集对-层次耦合法在崩塌区危险性评价中的应用

有效预测崩塌灾害致灾区域及其危险性,为合理规划土地资源、实施崩塌防灾减灾提供重要指导借鉴。遴选斜坡坡形、坡度、坡高、下垫面岩土性质、落石质量、落石形状和落石的岩性条件等7个因子作为崩塌区域致灾危险性评价指标;通过指标量化,采用广义集对分析法和层次分析法相结合,确定了崩塌区域致灾危险性评价指标权重;采用同、异、反联系测度提出了落石停积在各承灾区的可能性评价模型,并根据落石停积位置的预期概率将崩塌致灾危险性分为极高危险、高危险、中危险、低危险和极低危险等5个危险性等级。最后通过现场落石试验,验证了危岩崩塌区域危险性广义集对-层次耦合评价方法的合理性     

公路工程施工中喷锚网技术的应用及质量管控路径

在公路工程施工中,经常会出现岩石边坡产生落石或坍塌等现象,对喷锚网技术在公路工程施工中的应用及质量管理控制进行探讨分析,分析结果:喷锚网技术在很大程度上能够优化公路边坡施工,实现公路工程有序、平稳进行。     

沥青稳定碎石路用性能及影响因素研究

在沥青稳定碎石组成设计中其物理力学指标是确定其最佳油石比的重要参数,而动稳定度是一个至关重要的验证指标。通过试验表明影响沥青稳定碎石物理力学指标和动稳定度等指标的因素是沥青标号、矿料级配、矿料性质和填料等。选用高标号沥青,强度高,形状方正的集料,严格控制4.75 mm筛孔的通过率等,可获得嵌挤密实结构的沥青稳定碎石,满足技术规范要求。     

山体崩塌落石成因及治理方案

叙述了省道太克线K82＋760-K82＋850等段落发生山体崩塌落石地质灾害,通过相关影响因素的分析,论述了崩塌落石的成因及一般防治措施,并提出了此路段相应的治理方案。     

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。      

喷锚网施工工艺在高边坡防护中的应用

喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度．减少岩（土）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;     

地下工程数值模拟若干问题的处理方法

首先探讨了用数值模拟方法解决地下工程的岩石力学问题时,如何根据岩体工程结构的岩石力学性质和数值模拟的目的来选择数值计算方法;然后,详尽、深入地阐述了建立计算分析模型所涉及的几个重要问题及其处理办法,包括模型几何形状、计算范围的确定、边界条件和工程初始状态的处理、模型离散化、支护结构作用的处理,以及如何确定计算所必须的岩石力学参数;最后,提出了对计算结果的分析方法和思路。     

抗落石冲击被动柔性防护网的设计选型

以残余拦截高度和落石缓冲距离作为评价被动柔性防护结构变形性能的关键技术指标,在此基础上提出了一种用于拦截和缓冲落石冲击能量的新型被动柔性防护网。利用ANSYS/LS-DYNA大型通用有限元分析计算软件建立了3种形式的环形网模型,从最大耗能、残余拦截高度和落石缓冲距离3个方面对环形网的耗能性能和变形性能进行了分析。结果表明：带竖向支撑的环形网可以有效降低落石的缓冲距离并提高环形网的残余拦截高度,但环形网的最大耗能均有不同程度的下降;与无支撑和双支撑环形网相比,单支撑环形网具有以下优点：最大耗能占比较高,在瞬时冲击荷载作用下具有迅速衰减落石冲击能量的功能,落石的缓冲距离小且防护性能基本不受落石冲击位置的影响。在防护网铺设位置距离道路较近的边坡、陡峭边坡中的防护网水平铺设以及二次防护等落石防护工程中,优先选用单支撑环形网。     

岩体脆性破坏的破坏准则及对Druker—Prager准则修正的探讨

本文基于对Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｍ准则的几种不同表达形式，从其主应力空间的曲面形状提出了对Ｄｒｕｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ条件的修正，并推导了与修正的Ｄｒｕｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ条件相关联的岩体本构模型，对推动岩石力学理论研究及应用具有重要意义。     

宝成铁路宝鸡-广元段隧道震害的调查与分析

汶川大地震及其延续的余震,对震区铁路造成了较为严重的破坏。通过对震后宝成铁路宝鸡至广元段323座隧道进行现场调查,归纳了典型破坏形式,即：洞口边仰坡落石、洞口结构破坏、明洞砸毁、棚洞损坏、衬砌开裂、衬砌漏水和衬砌剥落掉块等。分析了破坏成因,主要为地质构造、地形条件、地层岩性、水、地震设防等级和线路选线等。在此基础上提出了防治措施：①在边仰坡上方清理明显危石,并挂设主动、被动防护网;②在洞门与衬砌之间加设连接钢筋,使之成为一个整体,增强抗震能力;③在衬砌背后注浆加固,衬砌挂网喷射混凝土,增设仰拱,打设自进式锚杆加固边墙隧底。     

落石冲击力评定的离散元颗粒流数值模拟

为使落石冲击力评定更合理、有效,以离散元模型(DEM)为理论基础,利用颗粒流(PFC)单元法研究垂直下落条件下落石对结构的冲击力,分析了落石高度、重力及回填土厚度对冲击力的影响规律.将PFC数值模拟结果与其他几种落石冲击力计算方法所得结果进行比较,结果表明:落石冲击力与落石高度及重力均呈明显的线性关系,落石冲击力随落石高度线性变化幅度与落石重力有关,而落石冲击力随落石重力线性变化幅度与回填土厚度有关;回填土厚度为0.6 m时的冲击力比无回填土时减小50%~60%,回填土厚度大于2.0 m时,缓冲幅度趋于稳定,说明回填土厚度有一个合理范围,超出时,结构总荷载会增大;离散元颗粒流数值模拟方法通过阻尼设置来模拟空气在落石下落过程中产生的作用,使得在评定大体积落石从较高高度下落时产生的冲击力更加合理.      

西南山区高速铁路危岩落石综合治理施工技术

西南山区修建高速铁路,隧道洞口上方、桥路两侧部分危岩孤石被植被所覆盖,难以被发现。危岩落石具有不确定性的特点,在暴雨、地震等自然条件作用下极易引发危岩落石滚动,危及列车运行安全。以西成铁路客运专线嘉陵江特大桥36#墩~38#台间右侧山体危岩落石综合治理工程为例,介绍了山体坡面孤石、落石的清除方法、防落石棚洞和导流槽的施工方法。治理效果良好,对同类工程有借鉴价值。     

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     

沥青混合料粗骨料形状指标研究

粗骨料形状对沥青混合料力学强度有较大的影响,以骨料形状的三个指标为基础进行三轴剪切试验和车辙试验,确定使沥青混合料强度最大的最佳粗骨料形状,可为碎石矿料的生产提供理论依据.