斜坡落石研究

第1章 概論 1 1.1 落石定義及相關(guān)概念 2 1.1.1 落石的定義 2 1.1.2 落石與崩塌的關(guān)系 4 1.1.3 落石與危巖的關(guān)系 4 1.1.4 落石與墜石的關(guān)系 4 1.2 斜坡落石基本特征 5 1.3 本書主要內(nèi)容 6 第2章 落石形成條件與誘發(fā)因素 8 2.1 落石形成條件 8 2.1.1 地形地貌 9 2.1.2 地質(zhì)構(gòu)造 12 2.1.3 地層巖性 12 2.1.4 巖體結(jié)構(gòu) 14 2.2 落石形成誘發(fā)因素 14 2.2.1 地震 15 2.2.2 氣候 15 2.2.3 動(dòng)植物作用 16 2.2.4 風(fēng)化作用 17 2.2.5 卸荷作用 18 2.2.6 人類活動(dòng) 19 2.2.7 其他觸發(fā)因素 20 第3章 落石碰撞接觸理論 21 3.1 落石與地面碰撞過程 21 3.1.1 落石碰撞過程中基本特征 22 3.1.2 碰撞分類 23 3.1.3 落石碰撞過程中應(yīng)力波的傳播 23 3.2 落石碰撞接觸理論 24 3.2.1 Hertz彈性接觸理論 24 3.2.2 Thornton彈塑性接觸理論 24 3.2.3 BIMPAM流變接觸理論 25 第4章 落石碰撞特征參量 33 4.1 落石碰撞過程特征 33 4.2 落石碰撞恢復(fù)系數(shù)義 35 4.2.2 碰撞恢復(fù)系數(shù)影響因素 37 4.3 落石碰撞時(shí)間 41 4.4 基于Logistic函數(shù)的落石碰撞特征參量 42 4.4.1 正碰撞 42 4.4.2 斜碰撞 44 4.4.3 速度與加速度時(shí)程函數(shù)論證 46 4.5 落石沖擊力 49 4.5.1 日本道路公團(tuán)算法(簡(jiǎn)稱JRA法) 50 4.5.2 瑞士聯(lián)邦政府規(guī)范(簡(jiǎn)稱ASTRA法) 51 4.5.3 公路路基規(guī)范方法(簡(jiǎn)稱JTJ013法) 51 4.5.4 沖擊力計(jì)算公式對(duì)比分析 51 第5章 落石碰撞試驗(yàn) 53 5.1 落石自由落體室內(nèi)試驗(yàn) 53 5.1.1 加速度時(shí)程曲線 55 5.1.2 速度時(shí)程曲線 59 5.1.3 加速度-貫入深度曲線 62 5.2 落石碰撞現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 72 5.2.1 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況 72 5.2.2 試驗(yàn)過程 75 5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果解析 76 5.2.4 試驗(yàn)結(jié)果整理與分析 78 第6章 落石碰撞破裂機(jī)制及其對(duì)運(yùn)動(dòng)特征的影響 82 6.1 落石碰撞破裂研究 82 6.2 落石碰撞破裂的室內(nèi)試驗(yàn)研究 84 6.2.1 試驗(yàn)裝置 84 6.2.2 落石試樣制備與加工 84 6.2.3 試驗(yàn)方案 87 6.3 落石碰撞破裂機(jī)理 88 6.3.1 落石破裂和運(yùn)動(dòng)特征定量描述 88 6.3.2 碰撞破裂對(duì)落石運(yùn)動(dòng)特征的影響 92 6.4 落石碰撞數(shù)值模擬 94 6.4.1 落石碰撞數(shù)值模擬方法 94 6.4.2 計(jì)算模型和計(jì)算參數(shù) 95 6.4.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析 98 第7章 落石運(yùn)動(dòng)軌跡研究 107 7.1 落石運(yùn)動(dòng)模式 107 7.1.1 啟動(dòng)階段 107 7.1.2 碰撞階段 110 7.1.3 跳躍階段 111 7.1.4 滾滑階段 113 7.2 落石運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè) 114 7.2.1 落石運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)的理論模型 115 7.2.2 邊坡落石運(yùn)動(dòng)的研究方法 117 7.2.3 落石的運(yùn)動(dòng)方程及參數(shù)確定 118 第8章 工程案例 125 8.1 工程概況 125 8.2 危巖體基本形態(tài)及分布 127 8.3 危巖體特征及形成機(jī)制分析 128 8.4 危巖體穩(wěn)定性分析 129 8.5 典型落石運(yùn)動(dòng)特征分析 130 8.5.1 危巖W16運(yùn)動(dòng)特征模擬 131 8.5.2 危巖W25運(yùn)動(dòng)特征模擬 133 8.5.3 危巖W32運(yùn)動(dòng)特征模擬 135 8.6 防治措施 136 8.6.1 爆破清除 138 8.6.2 主動(dòng)支擋 138 8.6.3 被動(dòng)防護(hù) 139 參考文獻(xiàn) 141