攔石墻緩沖層結構設計

閆朝國+++屈春燕

摘 要：緩沖層是攔石墻體系的重要組成部分，其主要作用是緩沖落石對圬工墻體的沖擊作用，并向墻體傳遞擴散沖擊能量，其安全性在一定程度上決定了整個攔石墻的安全，合理的選擇結構材料也能夠減少工程造價，對不同的結構材料進行研究具有現實意義。

關鍵詞：攔石墻；緩沖層；沖擊能量

1 概述

攔石墻作為崩塌危巖體被動防護的主要治理手段已被廣泛采用，在采取主動清危、加固條件差的情況下尤為適宜。由圬工材料墻體、墻背緩沖層及后部落石槽組成。為避免圬工墻體直接承受落石沖擊，墻體背后需設緩沖層，緩沖落石沖擊作用，并向墻體傳遞擴散沖擊能量。可采用土質緩沖層或廢舊輪胎緩沖層。

2 土質緩沖層

2.1 設計依據

攔石墻計算采用沖擊力及土壓力二者中較大值進行攔石墻圬工墻體設計。落石嵌入緩沖層單位面積阻力可根據嵌入緩沖層的最大深度確定緩沖層的厚度，緩沖層的厚度應大于嵌入深度，土質緩沖層結構如圖1所示。

2.2 沖擊力、土壓力及嵌入深度計算

落石沖擊力計算

攔石墻及其緩沖層的結構設計所采用落石沖擊力P可以按以下兩種途徑計算。

攔石緩沖層結構設計所采用落石嵌入回填土最大深度X可按式下式計算：

式中：Pa-主動土壓力（kN/m）；γ-土體容重，取18-20kN/m3；Ka-主動土壓力系數；H-墻高（m）；φ-土的內摩擦角；ε-墻背與鉛垂線夾角；δ-土與墻背間的摩擦角，取0.5φ；β-墻頂土坡坡度，取20°；

3 廢舊輪胎緩沖層

廢舊輪胎由橡膠、簾布層等材料組成，受到壓縮后表現出明顯的彈性特征，被落石沖擊變形后會迅速恢復，能夠多次重復壓縮回彈過程。衰減時間大幅度增加，能量衰減明顯，如圖2所示。單獨一個輪胎緩沖能力有限，可通過在廢舊輪胎內填充砂石或設置多層輪胎進行緩沖防護，并可在輪胎內填充聚氨酯泡沫等空隙結構的輕質材料，不同廢舊輪胎的磨損及老化程度不一，空間充足的情況下宜多層布置，輪胎緩沖層結構如圖3所示。

4 緩沖層的選擇

緩沖層材料的選擇要綜合考慮崩塌落石的力學參數、原材料的來源及工程所在地的實際情況。土質緩沖層應壓實，不能坍塌堵槽甚至被復墾。輪胎緩沖層應選擇同規格廢舊輪胎，輪胎應連接牢固，在空間充足的情況下宜多層布置。

參考文獻

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