道路边坡危岩落石运动路径研究.pdf

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1、第刀卷第1期2010年1月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentv01．27No．1Jan．2010文章编号：1002-0268(2010)01-0034-05道路边坡危岩落石运动路径研究杨仲元(浙江交通职业技术学院，浙江杭州311112)摘要：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

2、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。关键词：道路工程；运动路径；减衰反弹接触法；落石；地质灾害中图分类号：U418．5：X43文献标识码：AResearchonPerilousRockfallMotionTraceofRoadSlopeYANG压伽鲫姗(ZhejiangInstituteofConmmnicatiom，地嘞IZhejiang311112

3、，China)Abstract：InordertodiscussdisasterdegreeandhazardriskofperilousrockOilroadslope，anumericalanalysismethodWaSusedtocalculatefullmotiontraceoftheperilousrockfallalongroadslope．Accordingtogradientofsideslope，dampingcoe伍cientbetweenrockfallandmountainslope，androckspeed，Da

4、mpingandReboundingOsculationMethod(DROM)wasproposedasananalysismethodofrock?融lmotiontracetodelveintomotioncharacteristics，directionandrotational粕西espeedoftheroc妊a11．TherockfaU"wasregardedasapolyhedral，non-particlerigidbody，anditsmotionformulaWaSsetupwiththerevolutionmotion

5、ofrockrigidity．Inexampleoftwo—dimensionalnumericalanalysis，therocidallmotiontrace，angularvelocityandjumpil唱heightinhorizontalandverticaldirectionsweredefined，whichprovidednecessarycalculationdataforengineeriIlgmeasUl-L治ofdisasterpreventionandmitigation．Keywords：roadenginee

6、ring；motiontrace；DampingandReboundingOsculationMethod；rockfall；geologicaldisaster0引言落石是我国山区一种多发地质灾害LlJ，给公路、铁路建设及运营和山区人民生活带来巨大的危害。我国山地较多，主要干线公路分布在山岭地区。一旦受陡峭而松散的表土、降雨和地震等自然条件影响，发生落石，容易引起公路交通阻断甚至交通事故。即使从防灾角度上考虑落石运动路径和相应预防对策，冲破加固构造物而毁坏公路的事例也屡见不鲜。因此，加固方案的选用、加固构造物的位置确定、落石运动能量的预测

7、，均要求分析及推测落石运动路径。危岩落石路径关键在于落石路径方程式。落石路径随地形而发生变化，一般石块运动与地形等高线垂直，但与山坡碰撞后其运动方向会发生改变。根据国内外研究资料，BOZZNI等应用运动学和理论力学的原理，计算了危岩落石的运动路径和冲击能【2-51；唐收稿日期：2009-03-02基金项目：浙江省教育厅2008年度科研计翅I项目(Ⅶ∞803606)作者简介：杨仲元(1966一)，男，浙江绍兴人，博士，副教授，从事地质灾害防灾研究．(yaIIgzy@zjvtit．edu．∞)第1期杨仲元：道路边坡危岩落石运动路径研究35红梅等

8、利用综合摩擦运动特性，计算落石弹跳高度，并布置拦石网系统的平面位置、走向和高度L61；叶四桥等采用不连续变形法建立落石运动方程式，计算岩块的跳跃和回转(或旋转)[7-8]。这些方