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基于离散元的滚石灾害被动防护网设计方法研究
1
作者
张飞云
冯德敏
+4 位作者
胥杨
兰月
李金霖
赵天豪
马春辉
《水资源与水工程学报》
CSCD
北大核心
2023年第4期175-182,190,共9页
被动防护网是边坡滚石灾害的有效防治措施,如何有效、精准和经济地设计被动防护网,对提升抵御自然灾害的综合防范能力具有重大意义。针对频发的滚石灾害,构建了基于离散元的边坡滚石灾害被动防护网设计方法。通过建立精细的边坡、滚石...
被动防护网是边坡滚石灾害的有效防治措施,如何有效、精准和经济地设计被动防护网,对提升抵御自然灾害的综合防范能力具有重大意义。针对频发的滚石灾害,构建了基于离散元的边坡滚石灾害被动防护网设计方法。通过建立精细的边坡、滚石和被动防护网离散元模型,分析滚石运动轨迹、拦截滚石数目以及拦截效率等指标,以确定高度、长度等被动防护网参数;通过监测滚石的速度、冲击能变化为被动防护网选型提供建议;通过分析被动防护网撞击断面上不同位置的形变变化规律,确定最佳防护工况下被动防护网的最大形变位置。以某大型水电站的库区道路建设为例,采用被动防护网离散元设计方法对滚石灾害进行定量分析,确定被动防护网尺寸为长度30 m、高度5 m时较为适宜,该设计能够使碎石拦截效率达到92%,防护网材料应能抵御108.5 kJ的冲击能。根据上述分析可知,基于离散元的边坡滚石灾害被动防护网设计方法能够定量评估滚石灾害的影响范围与影响程度,从而为水利水电、道路、桥梁等工程建设中的滚石防控措施设计提供方法与经验。
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关键词
边坡滚石灾害
被动
防护
网
离散元
能量分析
被动
防护
网
设计
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职称材料
落石碰撞切向恢复系数的取值研究
被引量：
17
2
作者
叶四桥
巩尚卿
+2 位作者
王林峰
谢涛
王宗建
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期8-15,共8页
切向恢复系数是落石运动轨迹计算和被动防护系统设计的重要参数之一。通过不同坡面状态、落石形状和质量的落石模型冲击试验,进行落石碰撞切向恢复系数研究。结果表明:落石的形状对切向恢复系数无明显影响;落石质量、坡面状态、坡度、...
切向恢复系数是落石运动轨迹计算和被动防护系统设计的重要参数之一。通过不同坡面状态、落石形状和质量的落石模型冲击试验,进行落石碰撞切向恢复系数研究。结果表明:落石的形状对切向恢复系数无明显影响;落石质量、坡面状态、坡度、下落高度对切向恢复系数的影响较大,切向恢复系数随坡面由软到硬以及落石质量的增大而逐渐增大,随碰撞坡面坡度和下落高度的增大而逐渐减小;各种试验条件下切向恢复系数基本均在0.4以上,占总试验次数的98%,0.5以上的占93%,0.9以上的占25%,表明在碰撞过程中,落石切向速度的损失有限,在当前落石运动路径模拟中,现有切向恢复系数取值在部分情形下偏小,可能导致被动防护设计安全储备不足。综合考虑坡面状态和坡度2个因素,给出了不同条件下切向恢复系数的建议值。在实际取用时,坡面越硬、坡度越小则取区间内高值,反之,则取区间内低值,或直接采用区间随机取值。
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关键词
落石
运动路径
被动防护设计
切向恢复系数
模型试验
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职称材料
落石碰撞法向恢复系数的模型试验研究
被引量：
35
3
作者
叶四桥
巩尚卿
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第4期13-19,共7页
法向恢复系数取值是落石运动路径计算的关键参数。利用高速摄像机拍摄不同坡面铺装、不同坡度、不同下落高度、不同落石质量和形状试验条件下落石碰撞坡面的过程,提取落石碰撞坡面前后落石的运动参数,据此反算法向恢复系数,得到如下规律...
法向恢复系数取值是落石运动路径计算的关键参数。利用高速摄像机拍摄不同坡面铺装、不同坡度、不同下落高度、不同落石质量和形状试验条件下落石碰撞坡面的过程,提取落石碰撞坡面前后落石的运动参数,据此反算法向恢复系数,得到如下规律:坡面铺装和坡度是法向恢复系数的主要影响因素,落石的形状和质量以及下落高度对法向恢复系数的影响不明显;随坡面由硬到软,法向恢复系数逐渐减小;随着坡度的增大,法向恢复系数逐渐增大;由试验数据计算所得各种试验条件下的法向恢复系数多集中在0.4以下,占总数量的94%,其中0.3以下的占84.8%,0.1以下的占36.5%,且有超过1/3的试验落石几乎没有法向回弹,说明以前仅基于坡面软硬程度的法向恢复系数取值方法在实际工程中会使计算的落石弹跳高度偏大。从坡面铺装和坡度两方面综合考虑,给出了法向恢复系数取值建议表,并建议坡面越硬、坡度越大时取区间内高值,反之则取区间低值。
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关键词
落石
运动路径
被动防护设计
法向恢复系数
模型试验
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职称材料
题名
基于离散元的滚石灾害被动防护网设计方法研究
1
作者
张飞云
冯德敏
胥杨
兰月
李金霖
赵天豪
马春辉
机构
中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
中铁十一局集团第五工程有限公司
西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室
出处
《水资源与水工程学报》
CSCD
北大核心
2023年第4期175-182,190,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52279140)
陕西省自然科学基础研究计划-引汉济渭联合基金项目(2019JLM-55)
陕西省自然科学基础研究计划重点项目(2018JZ5010)。
文摘
被动防护网是边坡滚石灾害的有效防治措施,如何有效、精准和经济地设计被动防护网,对提升抵御自然灾害的综合防范能力具有重大意义。针对频发的滚石灾害,构建了基于离散元的边坡滚石灾害被动防护网设计方法。通过建立精细的边坡、滚石和被动防护网离散元模型,分析滚石运动轨迹、拦截滚石数目以及拦截效率等指标,以确定高度、长度等被动防护网参数;通过监测滚石的速度、冲击能变化为被动防护网选型提供建议;通过分析被动防护网撞击断面上不同位置的形变变化规律,确定最佳防护工况下被动防护网的最大形变位置。以某大型水电站的库区道路建设为例,采用被动防护网离散元设计方法对滚石灾害进行定量分析,确定被动防护网尺寸为长度30 m、高度5 m时较为适宜,该设计能够使碎石拦截效率达到92%,防护网材料应能抵御108.5 kJ的冲击能。根据上述分析可知,基于离散元的边坡滚石灾害被动防护网设计方法能够定量评估滚石灾害的影响范围与影响程度,从而为水利水电、道路、桥梁等工程建设中的滚石防控措施设计提供方法与经验。
关键词
边坡滚石灾害
被动
防护
网
离散元
能量分析
被动
防护
网
设计
Keywords
slope rockfall disaster
passive protective net
discrete element
energy analysis
design of passive protective net
分类号
U418.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
落石碰撞切向恢复系数的取值研究
被引量：
17
2
作者
叶四桥
巩尚卿
王林峰
谢涛
王宗建
机构
重庆交通大学岩土工程研究所
重庆市地质矿产勘察开发局博士后工作站
出处
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期8-15,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51108488
51408084
+3 种基金
51679018)
国家重点研发计划重点专项子课题(2016YFC0802206-3)
重庆市高校青年骨干教师资助计划(渝教人[2011]65号)
重庆市高校创新团队建设计划资助项目(KJTD201305)
文摘
切向恢复系数是落石运动轨迹计算和被动防护系统设计的重要参数之一。通过不同坡面状态、落石形状和质量的落石模型冲击试验,进行落石碰撞切向恢复系数研究。结果表明:落石的形状对切向恢复系数无明显影响;落石质量、坡面状态、坡度、下落高度对切向恢复系数的影响较大,切向恢复系数随坡面由软到硬以及落石质量的增大而逐渐增大,随碰撞坡面坡度和下落高度的增大而逐渐减小;各种试验条件下切向恢复系数基本均在0.4以上,占总试验次数的98%,0.5以上的占93%,0.9以上的占25%,表明在碰撞过程中,落石切向速度的损失有限,在当前落石运动路径模拟中,现有切向恢复系数取值在部分情形下偏小,可能导致被动防护设计安全储备不足。综合考虑坡面状态和坡度2个因素,给出了不同条件下切向恢复系数的建议值。在实际取用时,坡面越硬、坡度越小则取区间内高值,反之,则取区间内低值,或直接采用区间随机取值。
关键词
落石
运动路径
被动防护设计
切向恢复系数
模型试验
Keywords
Rockfall. Trajectory
Passive protection design
Tangential restitution coefficient
Model test
分类号
U216.415 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
落石碰撞法向恢复系数的模型试验研究
被引量：
35
3
作者
叶四桥
巩尚卿
机构
重庆交通大学岩土工程研究所
重庆市地质矿产勘察开发局博士后工作站
出处
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第4期13-19,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51108488)
重庆市高校青年骨干教师资助计划(渝教人[2011]65号)
+1 种基金
重庆市博士后科研项目特别资助项目(渝xm201102002)
重庆市高校创新团队建设计划资助项目(KJTD201305)
文摘
法向恢复系数取值是落石运动路径计算的关键参数。利用高速摄像机拍摄不同坡面铺装、不同坡度、不同下落高度、不同落石质量和形状试验条件下落石碰撞坡面的过程,提取落石碰撞坡面前后落石的运动参数,据此反算法向恢复系数,得到如下规律:坡面铺装和坡度是法向恢复系数的主要影响因素,落石的形状和质量以及下落高度对法向恢复系数的影响不明显;随坡面由硬到软,法向恢复系数逐渐减小;随着坡度的增大,法向恢复系数逐渐增大;由试验数据计算所得各种试验条件下的法向恢复系数多集中在0.4以下,占总数量的94%,其中0.3以下的占84.8%,0.1以下的占36.5%,且有超过1/3的试验落石几乎没有法向回弹,说明以前仅基于坡面软硬程度的法向恢复系数取值方法在实际工程中会使计算的落石弹跳高度偏大。从坡面铺装和坡度两方面综合考虑,给出了法向恢复系数取值建议表,并建议坡面越硬、坡度越大时取区间内高值,反之则取区间低值。
关键词
落石
运动路径
被动防护设计
法向恢复系数
模型试验
Keywords
Rockfall
Trajectory
Passive protection design
Normal restitution coefficient
Model test
分类号
U216.415 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于离散元的滚石灾害被动防护网设计方法研究
张飞云
冯德敏
胥杨
兰月
李金霖
赵天豪
马春辉
《水资源与水工程学报》
CSCD
北大核心
2023
0
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下载PDF
职称材料
2
落石碰撞切向恢复系数的取值研究
叶四桥
巩尚卿
王林峰
谢涛
王宗建
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
17
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职称材料
3
落石碰撞法向恢复系数的模型试验研究
叶四桥
巩尚卿
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
35
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