高陡邊坡山嶺隧道洞口危巖落石災害風險評估研究.pdf

1、由于受強烈風化和地震的作用，西部地區(qū)高陡邊坡巖體極易形成滑坡、泥石流和落石等災害，危及山嶺隧道洞口工程的施工和線路的運營安全;本文以中國鐵路總公司成蘭線科研項目為依托，選擇高陡邊坡山嶺隧道洞口段落石災害為研究對象，采用理論分析、數值模擬、現場調研等方法，對高陡邊坡落石運動路徑及特性、落石影響范圍、落石防護網設置依據、落石災害風險評估方法、隧道洞口段落石災害綜合防治措施等方面進行研究，主要取得以下研究成果:
　　(1)通過有限元對落

2、石與坡面的碰撞過程進行模擬，探討了不同坡面條件、落石半徑、入射速度、入射角度條件下法向與切向碰撞恢復系數的變化規(guī)律。結果表明隨著邊坡條件從基巖至密實、松散的堆積層，法向恢復系數減小，切向恢復系數增大;切向恢復系數隨入射速度增大而增大，法向恢復系數變化較小;入射角度增大，切向恢復系數急劇減小，在0-45°之間法向恢復系數有增大趨勢，45-90°之間有減小的趨勢;落石半徑對恢復系數影響較小。
　　(2)采用Rockfall軟件對成蘭線

3、全線受落石災害影響的隧道洞口進行二維運動特性模擬，結合落石偏移比指標對落石災害影響范圍預測，給出棚洞或明洞結構的設計時落石最大沖擊速度和防護長度的參考值。
　　(3)理論推導直坡面上落石動能的變化狀況，引入落石在坡面上動能與落石初始總能量的比例因子，提出直坡面被動防護網設計的流程和公式，避免單純憑借經驗設置被動防護網的方法。
　　(4)對落石在六種典型組合坡面上的運動規(guī)律進行研究，以落石的彈跳高度與動能兩指標為依據，提出被動

4、防護網的建議設置位置;根據不同坡形的消能系數將坡形的危險性分級，階梯曲線坡面的消能系數最大，危險等級最低為四級，凹曲線、負地形曲線危險等級劃分為三級，陡緩陡、直坡面危險等級劃分為二級，凸曲線與緩陡緩曲線消能系數最小，危險等級最高劃分為一級。
　　(5)以RHRS評價系統(tǒng)為基礎，對落石災害的影響因素進行深入研究，總結提出了高陡邊坡山嶺隧道洞口危巖落石災害的影響因素評價等級與標準，基于AHP的模糊綜合評價方法建立隧道洞口段落石災害風險