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拉林铁路变坡面倾角崩塌落石对桥梁结构破坏作用的模拟分析与试验研究

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岩石力学与工程学报 2020年第8期39卷 1622-1633页

作者：王翔牌立芳吴红刚北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730000 中国铁道科学研究院北京100081 西部环境岩土与场地修复技术工程实验室甘肃兰州730000 中国中铁滑坡工程实验室甘肃兰州730000

崩塌落石其性质结构复杂、作用因素多样,仍存在众多难题尚未解决,特别是铁路桥梁工程受崩塌落石冲击后的动力响应是当下尚未解决的关键难题之一。本文以拉林铁路某段桥梁工程典型工点为例,运用Rocfall仿真计算,着重就同一结构面不同坡... 详细信息

崩塌落石其性质结构复杂、作用因素多样,仍存在众多难题尚未解决,特别是铁路桥梁工程受崩塌落石冲击后的动力响应是当下尚未解决的关键难题之一。本文以拉林铁路某段桥梁工程典型工点为例,运用Rocfall仿真计算,着重就同一结构面不同坡面倾角岩体崩塌落石运动过程对桥梁结构破坏作用产生的平动速度、弹跳高度、总动能等进行动态变化分析,基于上述分析,结合模型试验加速度响应测试,利用SPECTR计算程序对其加速度、速度和位移动力反应谱特性进行分析评价。研究结果:(1)危岩落石运动方式主要与坡面倾角的大小有关,坡面倾角较大,落石从坡面以滚落运动为主;坡面倾角较小,落石从坡面以滑落运动为主。(2)危岩落石受到动摩擦力作用、恢复系数的影响,在每次撞击混凝土桥面的过程中速度都会呈非线性减小。(3)岩体崩塌落石对结构物撞击产生较大的短时加速度脉冲效应,当结构物基频相同时,落石从坡面运动的空间变化是引起振动特性响应差异显著的主要因素。(4)速度响应时程曲线近似呈"余弦"型,总体上表现出随着时间增加呈现非线性增减变化,且大角度坡面倾角其速度响应峰值略大于小角度坡面倾角,落石对结构物的撞击时间效应与坡面倾角相关,坡面倾角越大,触发时间效应越明显,受振有效持续时间越久。(5)阻尼比取值介于10%~20%时,反应谱曲线衰减幅度最为显著,介于30%~40%时,加速度反应谱曲线表现明显分异,设计宜鼓励增大桥梁的柔性抗冲击性能。上述研究成果,对于新建川藏铁路山区桥梁基础施工具有工程指导意义。

关键词：工程地质铁路桥梁工程崩塌落石 Rocfall 物理模型试验 SPECTR 时程分析反应谱特性

基于视频图像识别的崩塌落石监测预警系统设计与实现

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应用基础与工程科学学报 2014年第5期22卷 952-963页

作者：王杰叶茂马凤山李克蓬丁阔北方工业大学建筑工程学院北京100144 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院工程地质力学重点实验室北京100029 浙江省测绘大队浙江杭州310030

为了提高视频采集设备在地质灾害监测预警中的智能化水平,采用工程地质学、图像处理、通讯技术相结合的方法,编写了一套基于视频影像的崩塌落石检测代码,并设计了相应的硬件搭载设备.崩塌落石检测程序写入野外视频采集装置内运行,仅回... 详细信息

为了提高视频采集设备在地质灾害监测预警中的智能化水平,采用工程地质学、图像处理、通讯技术相结合的方法,编写了一套基于视频影像的崩塌落石检测代码,并设计了相应的硬件搭载设备.崩塌落石检测程序写入野外视频采集装置内运行,仅回传危险发生时的视频片段和报警结果,以降低系统对网落带宽的要求.该系统是在灾害发生后的起始时刻捕捉危险信号并发出警报,提供了辅助灾前预报的第二道防线.给出了系统在公路边坡和居民区山坡中的布设原则.以人工模拟滚石的方式测试了系统对崩塌落石的检测效果,发现错报率31.0%,漏报率10.3%,说明系统灵敏度可满足要求,但抗干扰能力还有待提高.

关键词：崩塌落石视频识别监测预警背景差法

预制拼装式明洞结构在成昆铁路K279崩塌落石治理中的应用

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隧道建设（中英文） 2023年第S01期43卷 330-336页

作者：尚寒春刘科郦亚军刘雄伟中铁二院成都勘察设计研究院有限责任公司四川成都610031

针对成昆铁路峨攀段K279发生的崩塌落石灾害,首先,采用Rockfall软件进行落石轨迹及冲击动能分析,评定落石对铁路的危害程度。然后,根据冲击动能计算结果确定坡面帘式防护网的设置范围及被动网和其他防护措施的设置,根据落石影响范围确... 详细信息

针对成昆铁路峨攀段K279发生的崩塌落石灾害,首先,采用Rockfall软件进行落石轨迹及冲击动能分析,评定落石对铁路的危害程度。然后,根据冲击动能计算结果确定坡面帘式防护网的设置范围及被动网和其他防护措施的设置,根据落石影响范围确定明洞接长范围。对于接长明洞,结合现场地形,提出在铁路运营期间增设明洞时采用明洞内外边墙现浇、明洞拱圈预制拼装的方案。最后,介绍明洞内外边墙现浇、明洞拱圈预制拼装方案的设计及施工情况。根据最终的整治效果可知,采用预制拼装式明洞结构方案可安全快速地在既有线增设明洞结构。

关键词：成昆铁路崩塌落石预制拼装式明洞结构

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崩塌落石区段预测的研究

铁道学报 1996年第4期18卷 95-99页

作者：胡厚田陈彪西南交通大学

山区铁路的崩塌落石分布处所多、发生频率高、运动速度快，有防不胜防的特点。铁路管理部门特别关心各段线路的崩塌落石的严重程度。本文采用信息量统计预测的方法，对崩塌落石进行了区段预测。

关键词：崩塌落石区段预测山区铁路预测铁路

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岩溶典型区崩塌落石被动防护网失效概率模拟

地质科技通报 2024年第3期43卷 240-250页

作者：卢彦丞李军梁风史文兵王军义贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵阳550025 贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队贵州遵义563000 中国电建贵阳勘测设计研究院有限公司贵阳550081

贵州省位于我国西南地区,多山地丘陵,是典型的喀斯特地形地貌区,崩塌、滑坡等地质灾害频发。思南县小屯岩崩塌带上现存危岩体方量大,裂隙、凹岩腔、溶蚀孔洞等发育。为研究岩溶典型区崩塌落石被动防护网失效概率,通过高精度实景建模技术... 详细信息

贵州省位于我国西南地区,多山地丘陵,是典型的喀斯特地形地貌区,崩塌、滑坡等地质灾害频发。思南县小屯岩崩塌带上现存危岩体方量大,裂隙、凹岩腔、溶蚀孔洞等发育。为研究岩溶典型区崩塌落石被动防护网失效概率,通过高精度实景建模技术,构建崩塌带三维模型,进行崩塌落石运动过程模拟,根据现场调查、无人机航拍和数值模拟结果,选择合适的位置布设落石被动防护网。基于落石粒径大小识别,选取不同粒径大小的落石,进行落石被动防护网拦截效果模拟,计算落石被动防护网失效概率。结果表明:13种粒径落石突破概率各不相同,(0.25,2.25)m粒径落石拦截效果良好,但落石被动防护网拦截率不能达到百分之百;落石粒径大于2.25 m,被动防护网出现失效现象,故将2.25 m粒径的落石为小屯岩崩塌带下被动防护网的设计上限。根据计算,所有粒径落石经被动防护网拦截后的失效概率低于5%,属可接受范畴。研究成果为小屯岩崩塌带的落石防护措施提供了有力的参考依据,对保护岩溶地区山区人民的生命安全和财产安全具有重要意义。

关键词：三维建模 RocPro3D 被动防护网拦截效果失效概率崩塌落石岩溶典型区

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崩塌落石SNS柔性防护系统的设计选型与布置

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公路 2001年第11期46卷 14-20页

作者：贺咏梅阳友奎布鲁克成都工程有限公司成都市611731

简要介绍了 SNS柔性防护系统的类型、特征 ,结合几年来的工程实践经验 ,说明该系统标准化的配置方式决定了其设计一般仅限于选型和现场布置方式的设计 ,从现场地形地貌、崩塌落石特征、施工安装、风险水平和经济比较等方面 ,讨论 SNS柔... 详细信息

简要介绍了 SNS柔性防护系统的类型、特征 ,结合几年来的工程实践经验 ,说明该系统标准化的配置方式决定了其设计一般仅限于选型和现场布置方式的设计 ,从现场地形地貌、崩塌落石特征、施工安装、风险水平和经济比较等方面 ,讨论 SNS柔性防护系统设计选型和布置方式的一般原则。

关键词：崩塌落石 SNS 柔性防护系统设计选型布置地质灾害防治

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崩塌落石冲击荷载作用下埋地管道的安全评价

安全与环境工程 2013年第1期20卷 108-114页

作者：熊健邓清禄张宏亮庞伟军中国地质大学工程学院武汉430074

野外调查人员在进行崩塌落石灾害的风险分析和评价时,由于没有科学的判别依据,往往只能根据以往经验主观加以判断。本文在前人研究成果和野外调查资料分析的基础上,探讨了崩塌落石冲击力的计算方法,并运用LS-DYNA显式动力学分析软件建... 详细信息

野外调查人员在进行崩塌落石灾害的风险分析和评价时,由于没有科学的判别依据,往往只能根据以往经验主观加以判断。本文在前人研究成果和野外调查资料分析的基础上,探讨了崩塌落石冲击力的计算方法,并运用LS-DYNA显式动力学分析软件建立了崩塌落石冲击荷载作用下埋地管道的三维有限元模型,进行了数值模拟,研究了某些因素对埋地管道安全的影响规律,得出一些具有实用性的曲线或公式,可供评价实际问题时查询应用,以为埋地管道的安全运营及崩塌落石的防护设计提供决策依据。

关键词：崩塌落石埋地管道安全评价 LS-DYNA

基于无人机和Rockfall Analyst的崩塌落石特征分析与运动学模拟--以察雅县崩塌落石为例

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自然灾害学报 2021年第3期30卷 171-180页

作者：刘福臻李旭德王军朝刘建康陈龙张佳佳西南石油大学土木工程与测绘学院四川成都610500 中国地质调查局地质灾害防治技术中心四川成都611734

崩塌落石是高陡边坡的一种浅表部破坏方式,突发性强且随机性大,是严重的地质灾害之一。分析崩塌落石特征,并对落石进行运动学模拟对于灾害防治具有重大意义。以往的研究对于崩塌落石的运动学模拟大多基于二维模拟软件,人为控制了运动方... 详细信息

崩塌落石是高陡边坡的一种浅表部破坏方式,突发性强且随机性大,是严重的地质灾害之一。分析崩塌落石特征,并对落石进行运动学模拟对于灾害防治具有重大意义。以往的研究对于崩塌落石的运动学模拟大多基于二维模拟软件,人为控制了运动方向,具有一定的干扰性,部分独立的三维模拟软件计算时考虑的参数较多,增加了模拟难度。在调查方式上,无人机技术凭借机动灵活、工作效益高成为一种趋势。因此,文章以昌都市察雅县北西侧斜坡为研究区,结合现场调查和无人机三维倾斜摄影技术,调查分析了斜坡崩塌落石特征,通过三维模型获取了岩体结构面信息,分析了岩体稳定性;基于GIS环境下三维落石模拟软件Rockfall Analyst,根据历史崩塌轨迹采用参数反演的方法获得研究区斜坡下垫面参数,对物源区块石进行了运动轨迹、速度和弹跳高度的数值模拟。结果表明:(1)斜坡上主要存在三处物源区,岩体整体受三组主控结构面控制,不同结构面之间的组合破坏和冻融侵蚀影响下的岩体差异性分化是造成岩体失稳的主要因素;(2)通过模拟的运动轨迹确定了落石的威胁范围,弹跳高度和速度轨迹可为崩塌落石灾害防治的位置和防治措施的选择上提供地质依据。

关键词：崩塌落石灾害防治无人机数值模拟 Rockfall Analyst

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微震技术在崩塌落石监测预警应用的研究进展

工程地质学报 2024年第2期32卷 545-564页

作者：冯亮张振江西理工大学赣州341000 矿冶环境污染防控江西省重点实验室赣州341000 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041

崩塌与落石作为岩质边坡破坏与诱发的典型地质灾害,往往具有突发性、隐蔽性和缺乏明显直接的前兆信息,很难做到准确和及时的应急响应,存在巨大的安全隐患。微震技术依靠远程无接触、低成本、广覆盖和24 h高频率无间断监测能力正逐渐被... 详细信息

崩塌与落石作为岩质边坡破坏与诱发的典型地质灾害,往往具有突发性、隐蔽性和缺乏明显直接的前兆信息,很难做到准确和及时的应急响应,存在巨大的安全隐患。微震技术依靠远程无接触、低成本、广覆盖和24 h高频率无间断监测能力正逐渐被用于崩塌落石的监测预警中。通过监测和分析崩塌落石发生过程的动态振动信号,及时反馈振动信号的发生位置、时间、能量、以及崩塌落石的体积、质量等物理参数,微震技术最终可以做到对崩塌落石发生前的预测预报、发生时的监测预警和发生后的定位抢险。崩塌落石微震监测预警方法应用的难点主要体现在4个方面:(1)崩塌落石信号的识别和分类,通过对微震监测信号的降噪和特征提取,识别崩塌落石信号,并确定灾害发生和结束时刻;(2)崩塌落石的空间定位,确定崩塌落石发生的空间位置;(3)崩塌落石物理参数的反演,通过监测信号反演计算崩塌落石的速度、体积等物理参数;(4)崩塌落石的预警方法,提出崩塌落石预警模型,预测崩塌落石发生时间及地点。本文将从以上4个方面,结合本文作者最新研究成果,讨论微震技术在崩塌落石监测预警应用的最近研究进展,以及目前存在的缺陷。本文可为微震技术在地灾监测预警应用研究提供参考。

关键词：崩塌落石微震监测监测预警微震识别高陡边坡