崩塌落石被動防護的實用工程計算

梁璋彬 張文麗

0 引言

隨著工程建設(shè)的發(fā)展，崩塌落石已成為僅次于邊坡穩(wěn)定的研究課題。其發(fā)育地區(qū)廣泛分布于云南、四川、貴州、西藏、福建等地的山區(qū)地帶，尤以西南地區(qū)較為多見。近年來，以瑞士Geobrugg公司的SNS柔性防護系統(tǒng)為代表的主被動防護措施，尤其是被動防護系統(tǒng)，以其抗沖擊能力強、安裝簡便等特點在歐美國家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并在國內(nèi)逐步推廣，廣泛運用于水電、公路、鐵路、礦山工程中[1]。然而，SNS等被動防護體系的建立必須以針對落石的運動特征等因素的被動防護計算為基礎(chǔ)，從而使得簡便快捷、安全有效的被動防護計算對于崩塌落石的防治，尤其是中小規(guī)模崩塌落石的防治具備積極的工程意義。

1 分析要點及計算方法

1.1 研究前沿

國內(nèi)外對崩塌落石的研究均基于大量的推石試驗。在此基礎(chǔ)上，國外借助計算機模擬技術(shù)，先后出現(xiàn)了一批對于崩塌落石運動特征的數(shù)值模擬程序。如Stevens等人推出的Rockfall程序;Descouedres＆Zimmermann(1987)嘗試用計算機對崩塌落石運動進行了三維模擬;Stevens W D.(1998)提出采用概率方法對落石的滾落范圍進行了預(yù)測;STONE程序(2002)將模擬從二維拓展至三維，并將運動學(xué)公式與概率分析以及地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合，代表了此領(lǐng)域研究的發(fā)展方向[2]。以上的數(shù)值模擬具有運算能力強、運算精度高、參考因素全面等優(yōu)點，并逐步發(fā)展到將防護計算和防護設(shè)計相聯(lián)系，取得了良好的工程效果。然而，對崩塌落石的數(shù)值模擬在國內(nèi)起步較晚，并存在軟件開發(fā)周期長，所用參數(shù)較為復(fù)雜、對人員素質(zhì)要求較高等缺陷，故在國內(nèi)并未普遍推廣，仍處于研究階段。……