崩塌滚石消能桩结构设计计算方法

沈 均，李新坡，徐 骏，唐 雄，姚 军

(1.中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031；2.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，成都 610041；3.中国科学院大学工程科学学院，北京 100049)

中国西南地区是山地灾害频发地区，其中崩塌滚石灾害点多面广，危害巨大[1]。崩塌滚石灾害对交通工程和房屋建筑的威胁尤其大，严重地阻碍了山区经济社会的发展和人们生命财产的安全[2]。崩塌滚石灾害发生造成滚石或碎屑流的滚落，如不进行有效的防治，将会对周边交通、人们生命造成极大的威胁。因此，崩塌滚石的防治研究具有十分重要的意义。近年来，中外学者通过模拟实验和数值模型等手段研究各类有效的防治措施。

滚石在坡面上的运动受滚石形状、硬度以及坡面材料的影响十分复杂。滚石运动特性是防治设计的基础工作，也是滚石研究的重要内容，得到中外学者的关注。Ritchie[3]通过小规模滚石试验首次设计了一套简单的滚石运动公式。Kirkby等[4]推导了滚石的计算模型。何思明等[5-6]运用Hetz接触力学，假设土体为莫尔-库伦材料，给出了土体在滚石冲击荷载作用下的初始屈服压力和初始屈服冲击速度的计算方法，并在此基础上发展了滚石坡面运动过程的计算模型。候天兴等[7]基于刚体运动学原理建立滚石运动特性的计算方法，通过与数值仿真结果对比来验证其合理性，在考虑滚石自转的基础上，基于冲量定理提出滚石冲击力的计算方法，并结合弹性力学理论解决计算中的撞击时间难以确定的问题。……