土垫层缓冲落石冲击力特性离散元数值模拟分析
Analysis of soil cushion buffering characteristic for rockfall impact force through discrete element numerical simulation作者机构：四川省地质矿产勘察开发局区域地质调查队四川成都610213 西南交通大学地球科学与工程学院四川成都611756
出 版 物：《中国地质灾害与防治学报》 (The Chinese Journal of Geological Hazard and Control)
年 卷 期：2024年第35卷第2期
页 面：90-97页
学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程]
基 金：四川省自然资源厅科研项目(Kj-2022-29) 国家自然科学基金青年科学基金项目(42107155) 中央高校基本科研业务费(2682021CX061)
摘 要：棚洞是我国西部山区防治崩塌落石灾害的主要工程措施之一。棚洞顶板以上通常铺设由砂或碎石组成的土垫层。土垫层的作用是避免落石直接冲击棚洞,缓冲落石的冲击力。长期以来,关于土垫层厚度对缓冲效果影响的研究较少,因此,还未形成统一的理论用于指导土垫层厚度的设计。文章运用离散单元方法建立落石冲击土垫层的数值模型,探究垫层厚度和落石下落高度对土垫层缓冲落石冲击力特性的影响。研究结果表明:落石冲击力峰值与落石下落高度呈幂函数关系,顶板中心力峰值与下落高度呈线性正相关关系;随着垫层厚度的增加,落石冲击力峰值减小,当垫层厚度增加到落石直径的1.0倍之后,落石冲击力峰值与垫层厚度无关;随垫层厚度的增大,顶板中心力峰值与落石冲击力峰值的比值减小,垫层缓冲效果增大,当垫层厚度增加到落石直径1.5倍之后,垫层缓冲效果增加不明显;垫层厚度建议取值为落石直径的1.5倍。
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