高陡路堑岩质边坡潜在落石灾害 评估及防护建议 

姬中民1,2,孙军红3,伍法权*1,陈天立4,李振华5,陈新明2 

(1.绍兴文理学院 土木工程学院,浙江 绍兴 312000;2.河南理工大学 土木工程学院,河南 焦作 454003; 3.江西省水利科学院,江西 南昌 330029;4.广州地铁设计研究院股份有限公司,广东 广州 510010; 5.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454003) 

摘要: 为评估高陡路堑岩质边坡潜在落石的危害风险,以连云港中云台山人工开挖高陡岩质边坡为 研究对象,通过地质调查及结构面分析,识别出研究边坡危岩破坏机制主要为风化破坏、平面滑动 破坏、楔形体破坏和倾倒破坏,并据此确定了3个潜在落石源区及可能运动剖面。结合现场实际工 况特征,基于原位试验测定了运动剖面所涉及的5种坡面材料(坚硬变粒岩、变粒岩散在覆盖较低 植被、常态混凝土、喷射混凝土及沥青路面)的法向和切向恢复系数,分别为 0.39、0.44、0.47、 0.51、0.42和0.84、0.78、0.85、0.88、0.92。综合上述参数,采用 RocFallV.4.0程序对研究边坡 进行落石灾害分析及防护措施测试。结果表明:无防护措施下,3个剖面上57.7%~61.6%的落石 可侵入公路,最大回弹高度可达23.52~26.52m;随下落高度增加,落石平动速度及总动能呈显著 增大趋势,在高速公路区域各剖面落石速度均大于24m·s-1,最大总动能可达1252.4~1711.3 kJ。现有防护措施下,95%的落石被第一、二道防护网拦截,仅存在少数落石逃逸,对超防护能级落 石,现有措施可能面临挑战,加强巡视、铺设高吸能材料及原地支护或分解可能有助于该问题的解 决。相关研究思路及获得的结果可为类似工程边坡落石灾害风险减轻及防护措施构建、加强提供 重要参考。 

关键词: 路基工程;危害风险评估;数值仿真;潜在落石灾害;高陡岩质边坡;破坏机制

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