球狀風(fēng)化花崗巖邊坡滾石災(zāi)害防護(hù)設(shè)計(jì)研究

林鎮(zhèn)，王浩，龔匡周，陳國俊(福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，福建福州 350116)

球狀風(fēng)化花崗巖邊坡滾石災(zāi)害防護(hù)設(shè)計(jì)研究

林鎮(zhèn)，王浩，龔匡周，陳國俊
(福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，福建福州 350116)

以閩東南典型球狀風(fēng)化花崗巖邊坡滾石災(zāi)害為對象，采用工程地質(zhì)分析與數(shù)值模擬相結(jié)合，研究邊坡滾石的運(yùn)動軌跡、停滯概率和沖擊特性等成災(zāi)規(guī)律；模擬分析坡形坡率優(yōu)化、平臺緩沖介質(zhì)和滾石攔擋措施的減災(zāi)機(jī)理和工程效果；最終提出一套系統(tǒng)的邊坡滾石災(zāi)害防護(hù)設(shè)計(jì)方案.

邊坡；滾石災(zāi)害；運(yùn)動軌跡；沖擊荷載；防治措施

0 引言

花崗巖是福建省廣泛分布且占絕對優(yōu)勢的侵入巖種類，且區(qū)內(nèi)花崗巖風(fēng)化深度大，風(fēng)化嚴(yán)重不均，球狀不均勻風(fēng)化巖核多有出露，形成“風(fēng)動石”“石蛋群”“亂石崗”等特殊地貌，以閩東南沿海丘陵地區(qū)尤為突出[1].各種分布形態(tài)的孤石體出露于斜坡地表后，在工程開挖、坡表沖刷和周邊震動等因素作用下易誘發(fā)邊坡滾石地質(zhì)災(zāi)害.由于風(fēng)化球體具有一定的磨圓特性，其運(yùn)動能力很強(qiáng)，當(dāng)其沿著具有一定坡度的斜坡表面，經(jīng)過滾動、回彈、跳躍或滑動等復(fù)雜的運(yùn)動方式向坡底快速沖擊時(shí)，伴隨勢能向動能的迅速轉(zhuǎn)化，常具有行程遠(yuǎn)、軌跡復(fù)雜、沖擊動能大等特點(diǎn)，一旦滾石運(yùn)動范圍內(nèi)有人類活動或重要設(shè)施，可能產(chǎn)生較嚴(yán)重的邊坡滾石災(zāi)害.

2000年以前，由于我省經(jīng)濟(jì)與基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的水平較低，對邊坡滾石災(zāi)害主要以避讓為主，較少采取主動式的防治工程措施；在全國范圍內(nèi)，邊坡滾石災(zāi)害的研究成果也較少見；即使在國外，也缺少系統(tǒng)研究.2000年之后，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施不斷向山區(qū)推進(jìn)，以及對地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重視，邊坡滾石災(zāi)害防治問題得到了不少有識之士的重視，楊志法較早倡導(dǎo)開展?jié)L石災(zāi)害的系統(tǒng)性研究，并預(yù)計(jì)滾石問題的研究將很快成為工程地質(zhì)力學(xué)研究新的熱點(diǎn)[2].2008年，汶川地震誘發(fā)了大量的邊坡滾石災(zāi)害，產(chǎn)生重大損失和廣泛影響，這也推動了滾石災(zāi)害研究迅速成為工程地質(zhì)界的研究熱點(diǎn).中科院地質(zhì)所、中科院山地所、成都理工大學(xué)、重慶交通大學(xué)等單位迅速在滾石運(yùn)動機(jī)理及滾石防治措施等方面展開研究，并取得了不少進(jìn)展.黃潤秋等[3]通過現(xiàn)場試驗(yàn)，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法，將恢復(fù)系數(shù)和滾石運(yùn)動加速度作為評價(jià)指標(biāo)，分析影響滾石運(yùn)動特征的六個(gè)因素，得出邊坡植被和覆蓋層特征對恢復(fù)系數(shù)起著控制作.邊坡坡度是影響運(yùn)動加速度的主要因素，其次是滾石形狀、邊坡植被特征和邊坡坡面長度、滾石質(zhì)量及滾石啟動方式.何思明等[4]基于Hertz理論，考慮坡體的彈塑性變形特性，將滾石沖擊轉(zhuǎn)化為自由落體沖擊的半無限體問題，運(yùn)用有限元數(shù)值模擬技術(shù)，研究滾石對坡面法向與切向沖擊特性，揭示滾石半徑、滾石沖擊速度對坡面土體動力響應(yīng)的影響.張路青等[5]通過分析滾石災(zāi)害的影響因素，總結(jié)相應(yīng)的災(zāi)害評價(jià)方法，并對19個(gè)滾石災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害評價(jià).基于工程地質(zhì)力學(xué)綜合集成方法論(EGMS)，由實(shí)地調(diào)查、理論分析、專家經(jīng)驗(yàn)等結(jié)合得到在困難條件下滾石發(fā)生頻率的估算方法.但是，由于邊坡滾石運(yùn)動及其成災(zāi)模式十分復(fù)雜，滾石災(zāi)害防治的系統(tǒng)性科學(xué)理論還很不完善.

王浩等[1]較系統(tǒng)總結(jié)閩東南球狀風(fēng)化花崗巖不良地質(zhì)的發(fā)育特征、形成原因及災(zāi)害特征，并重點(diǎn)對邊坡滾石災(zāi)害特征開展了數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)，初步形成一套滾石災(zāi)害防護(hù)設(shè)計(jì)的思路和方法.本文基于上述設(shè)計(jì)思想，以漳州開發(fā)區(qū)典型球狀風(fēng)化花崗巖邊坡滾石災(zāi)害為案例研究對象，采用RocFall滾石計(jì)算評估軟件對滾石的運(yùn)動軌跡和滾石沖擊荷載進(jìn)行模擬研究和評估計(jì)算，確定其停滯范圍、彈跳高度和沖擊荷載等關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)，探討滾石邊坡坡形設(shè)置原則、滾石災(zāi)害最佳防護(hù)位置、最優(yōu)防護(hù)高度和防護(hù)措施選型等關(guān)鍵技術(shù)問題，最終確定滾石災(zāi)害防治對策與實(shí)施方案.

1 工程地質(zhì)條件及滾石災(zāi)害特征

漳州開發(fā)區(qū)11號山西側(cè)邊坡位于友聯(lián)船廠南側(cè)約200 m處，該場地為丘陵地貌，邊坡是人工開挖爆破形成，最高近80 m，坡度40°～80°，如圖1所示.研究區(qū)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，氣候溫暖濕潤，降雨充沛，風(fēng)化作用強(qiáng)烈.該邊坡工程場區(qū)位于“閩東燕山斷坳帶”東側(cè)與閩東沿海變質(zhì)帶相接觸的中部，受NNE向長樂-南澳斷裂帶和近EW向南靖-廈門斷裂帶影響，區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡表現(xiàn)為斷裂、裂隙為主和動力變質(zhì)明顯等特點(diǎn)，裂隙較為發(fā)育.邊坡開挖面出露為燕山早期黑云母花崗巖，坡體上部為花崗巖全風(fēng)化層及殘坡積層，巖厚度約14 m；坡體中下部為強(qiáng)至微風(fēng)化花崗巖，近坡表由于爆破擾動，局部巖體較破碎.

現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)坡頂分布較大體積的球狀風(fēng)化孤石體，最大塊體重量約3～4 t，密度以2.7～3 t·m-3為主.由于在中風(fēng)化硬巖中爆破開挖形成了較陡的坡面，且開挖坡面經(jīng)歷了多年持續(xù)降雨的雨水沖刷、坡表侵蝕或局部坍塌，很多孤石在陡坡段經(jīng)歷搬運(yùn)作用，或者形成欠穩(wěn)定的探頭孤石，對坡腳擬建廠區(qū)(征地紅線僅位于現(xiàn)狀坡腳10 m處)構(gòu)成了較大的安全威脅，需要采取必要的滾石災(zāi)害防治措施.根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和測量結(jié)果，構(gòu)建邊坡滾石災(zāi)害工程地質(zhì)模型，如圖2所示.

2 滾石運(yùn)動軌跡模擬

邊坡滾石災(zāi)害防治首要解決的是滾石運(yùn)動軌跡的估算問題，主要基于現(xiàn)場調(diào)查的結(jié)果，結(jié)合理論公式推導(dǎo)和數(shù)值模擬估算滾石的飛落距離、飛行高度和停滯范圍等參數(shù)，為防護(hù)設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù).由于地形、地貌條件以及坡面的地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)的不同，滾石在運(yùn)動過程中可能只有一種運(yùn)動形式，也可能涉及到多種運(yùn)動形式，主要包括自由飛落、碰撞彈跳、滾動以及滑動這4種運(yùn)動形式[6].本文采用由加拿大Rocscience公司開發(fā)的RocFall滾石計(jì)算評估軟件對滾石災(zāi)害隱患進(jìn)行多組數(shù)值模擬.RocFall軟件是采用剛體質(zhì)點(diǎn)法開展?jié)L石運(yùn)動模擬的主流商業(yè)軟件，其通過滾石質(zhì)量的大小來間接反映滾石粒徑的影響，以評估滾石運(yùn)動軌跡及沖擊能量，為進(jìn)一步的防護(hù)工程設(shè)計(jì)提供依據(jù).坡面上的危巖體往往存在構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙，在地下水的動、靜水壓力，巖體的不均勻風(fēng)化、地震等自然營力作用下發(fā)生緩慢的變形，當(dāng)這種變形積累到一定程度時(shí)，巖塊就會松動失穩(wěn)，從坡上滾落.

由于失穩(wěn)前的位移值為長期積累，其初始速度一般很小，在利用RocFall軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，不考慮隨機(jī)因素的影響，假定滾石的初始速度為零；選擇一邊坡典型斷面進(jìn)行滾石運(yùn)動全過程模擬，將構(gòu)建好的斷面模型導(dǎo)入RocFall軟件；根據(jù)現(xiàn)場勘察資料，根據(jù)文獻(xiàn)[6]法向和切向恢復(fù)系數(shù)進(jìn)行取值，如表1所示；在坡頂擬定一滾石帶，滾石體質(zhì)量為3.5 t，隨機(jī)地進(jìn)行100組單體滾石的獨(dú)立運(yùn)動模擬并對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定出最危險(xiǎn)的滾石停滯區(qū)和最大的滾石彈跳高度(彈跳高度是滾石高于邊坡面的相對高度).

由RocFall軟件模擬計(jì)算所得，原始坡形的滾石運(yùn)動軌跡，如圖3所示.根據(jù)圖3分析，滾石在坡頂邊緣A點(diǎn)處失穩(wěn)，由靜止?fàn)顟B(tài)開始沿AB斜面向下滾動，滾動至C點(diǎn)臨空拋射，在其自重的作用下，產(chǎn)生自由落體運(yùn)動，豎直分速度迅速增大，與坡面CD中下段發(fā)生沖擊碰撞；絕大部分滾石彈射至平臺DE段，繼續(xù)滾動形成拋射；最終，在邊坡坡腳附近速度趨零，停止運(yùn)動.

該邊坡較高且坡面較平整，從而為滾石的運(yùn)動提供了足夠的勢能和運(yùn)動的空間.通過對滾石的彈跳高度以及水平運(yùn)動距離進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可獲得滾石彈跳高度包絡(luò)圖和滾石停滯水平分布圖，如圖4～5所示.

根據(jù)圖4分析，在距坡腳大約12 m處的坡面位置，滾石運(yùn)動達(dá)到最大彈跳高度約7.0 m，坡腳附近的最大彈跳高度約4.5 m.根據(jù)圖5分析，滾石水平方向運(yùn)動的位移較遠(yuǎn)，70%以上的滾石最終停滯位置為距坡腳5～15 m處，最遠(yuǎn)滾動距離約20 m.通過以上分析可得，孤石發(fā)育區(qū)已經(jīng)對坡腳的擬建建筑物(距坡腳10 m)產(chǎn)生很大的威脅，亟需治理這一隱患，以保障人身財(cái)產(chǎn)安全.

3 滾石沖擊特性數(shù)值模擬

在進(jìn)行滾石災(zāi)害防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，另一個(gè)關(guān)鍵的問題是如何量化滾石施加在防護(hù)結(jié)構(gòu)上的沖擊荷載，它直接關(guān)系到防護(hù)類型的選用、防護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸擬定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等.我國公路和鐵路隧道行業(yè)規(guī)范相關(guān)條文中對滾石沖擊荷載僅規(guī)定參照有關(guān)經(jīng)驗(yàn)算法確定，而未給出具體算法[7 -8].國內(nèi)目前可參照的僅有公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范、鐵路行業(yè)隧道手冊和楊其新等[9]提出的滾石沖擊荷載算法及其改進(jìn)模型，國外常用的是基于滾石現(xiàn)場沖擊荷載試驗(yàn)的半經(jīng)驗(yàn)半理論算法，如日本道路公團(tuán)[10]、Labiouse等[11]推薦的算法.

考慮到現(xiàn)有沖擊荷載算法假設(shè)條件繁多且局限性較大，對于復(fù)雜邊坡滾石沖擊荷載計(jì)算，容易產(chǎn)生較大的誤差，因此現(xiàn)將采用RocFall軟件多次數(shù)值模擬，比較分析以獲得較為準(zhǔn)確的沖擊荷載大小.由RocFall軟件模擬統(tǒng)計(jì)所得，原始坡形的滾石運(yùn)動總能量包絡(luò)圖，如圖6所示.

滾石在AB、CD和EF段運(yùn)動，勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能逐漸增加，在EF段之間，滾石能量達(dá)到峰值(約1 000 kJ)；滾石與BC、DE平臺沖擊碰撞后，由于平臺緩沖作用，滾石能量產(chǎn)生明顯衰減；在坡腳附近，滾石以高速度與坡面發(fā)生碰撞，坡面基巖較破碎，碰撞趨向完全非彈性碰撞，滾石總能量有較大折減(折減后約300 kJ)；最終，滾石在小幅度彈跳后，總能量逐漸趨于零，停滯于坡腳附近.

4 邊坡滾石防治工程設(shè)計(jì)

前文采用RocFall軟件模擬計(jì)算，已獲得原始坡形條件下，滾石運(yùn)動軌跡、彈跳高度以及運(yùn)動總能量這3種設(shè)計(jì)參數(shù).本節(jié)將合理地選用現(xiàn)有的防治對策，經(jīng)濟(jì)、有效地治理該邊坡的滾石災(zāi)害隱患，爭取達(dá)到安全可靠，一次根治的效果.滾石災(zāi)害的防治是當(dāng)前巖土工程界的研究熱點(diǎn)，但鑒于滾石災(zāi)害突發(fā)性強(qiáng)、難于預(yù)測、影響因素復(fù)雜、隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)，針對不同的防治目標(biāo)，業(yè)界學(xué)者與工程師提出了種類繁多的防治對策.本文研究邊坡整體穩(wěn)定性較好，但淺層巖體松弛破碎現(xiàn)象較嚴(yán)重.根據(jù)設(shè)計(jì)要求，要將滾石停滯區(qū)控制在離坡腳6 m以內(nèi)的空地區(qū)域，經(jīng)分析論證擬采用邊坡坡形坡率設(shè)計(jì)、設(shè)置平臺緩沖介質(zhì)以及布設(shè)攔擋結(jié)構(gòu)等措施，控制滾石災(zāi)害.

4.1 坡形坡率設(shè)計(jì)

邊坡坡形坡率設(shè)計(jì)包括邊坡總體形態(tài)設(shè)計(jì)和坡級平臺設(shè)計(jì)，旨在減少滾石運(yùn)動至擬建建筑區(qū)域的可能性，充分發(fā)揮平臺的停滯效應(yīng)，同時(shí)降低滾石的運(yùn)動總能量或彈跳高度.該邊坡屬于巖質(zhì)邊坡，因此在邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)宜盡量減少邊坡的刷方工作.考慮到設(shè)置平臺具有停積消能作用，而且坡頂?shù)匦屋^平緩，具有較大的刷方放緩空間；因此在坡形坡率設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)先考慮加大平臺寬度，同時(shí)在邊坡中下部設(shè)計(jì)一新平臺，具體設(shè)計(jì)參數(shù)如圖7所示.

重新建立邊坡斷面模型并導(dǎo)入RocFall軟件中，滾石位置、重量等參數(shù)仍按原坡形的具體要求取值，模擬分析得到滾石運(yùn)動軌跡見圖8.將計(jì)算所得結(jié)果，與原坡形模擬結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果見圖9～11.

根據(jù)圖9～11分析，通過坡形坡率優(yōu)化以及加寬第三級平臺，能夠使得接近70%的滾石停滯于第二、三級平臺上，而在原坡形條件下，70%以上的滾石最終停滯在距坡腳5～15 m處，不過滾石水平運(yùn)動距離仍然較大；而滾石彈跳高度大部分階段都有所降低，特別是在坡腳附近，這將為下一步防護(hù)設(shè)計(jì)提供有利的工程條件；至于滾石運(yùn)動總能量，在坡腳附近仍然較大.因此需要采取進(jìn)一步的措施，控制滾石的運(yùn)動總能量和水平運(yùn)動距離.

4.2 平臺緩沖介質(zhì)設(shè)置

滾石在開始運(yùn)動階段，總能量和彈跳高度都比較低，因此接受滾石碰撞的第一個(gè)平臺的形態(tài)和材料性能，對滾石的后繼運(yùn)動有明顯的影響，可以考慮對各級平臺作適當(dāng)整平和鋪墊緩沖介質(zhì)，提高平臺的消能作用，使得更多的滾石停滯在平臺上，以減少滾石對坡腳擬建建筑物的威脅.

法向恢復(fù)系數(shù)Rn和切向恢復(fù)系數(shù)Rt主要由平臺表面巖土的性質(zhì)決定，因此鋪墊緩沖介質(zhì)的主要目的是減小法向恢復(fù)系數(shù)Rn和切向恢復(fù)系數(shù)Rt，從而控制滾石的運(yùn)動總能量.擬采用現(xiàn)場爆破形成的巖石碎塊或者軟土作為平臺緩沖介質(zhì)，并對相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行0.95倍折減，而由于碎塊或軟土與滾石接觸將產(chǎn)生更大的摩擦效應(yīng)，因此摩擦角有所增大，具體參數(shù)如表2所示.在原設(shè)計(jì)文件基礎(chǔ)上，對各級平臺的法向恢復(fù)系數(shù)Rn、切向恢復(fù)系數(shù)Rt以及摩擦角進(jìn)行調(diào)整，滾石位置、重量等參數(shù)的取值不變，計(jì)算滾石運(yùn)動軌跡如圖12所示.將模擬分析所得結(jié)果，與原設(shè)計(jì)模擬結(jié)果進(jìn)行比較，得到如圖13～15所示的對比圖.

根據(jù)圖13～15分析，通過在各級平臺鋪墊緩沖介質(zhì)，對滾石的運(yùn)動有顯著的阻止作用；相比鋪墊緩沖介質(zhì)前，滾石停滯于第二、三級平臺上的數(shù)量增加了20%，停滯距離控制在5～10 m之間；在坡腳附近，滾石運(yùn)動總能量已經(jīng)控制至400 kJ以下；滾石各階段的彈跳高度明顯降低，為設(shè)置攔擋防護(hù)設(shè)施提供更加有利的工程條件；可以采取布設(shè)攔擋防護(hù)的手段，盡可能攔截全部掉落的滾石，一次根治，不留后患.

4.3 攔擋防護(hù)設(shè)置

對于滾石災(zāi)害防護(hù)，通過坡形坡率設(shè)計(jì)和設(shè)置平臺緩沖介質(zhì)，已經(jīng)取得了較好的效果.不過仍然有大約8%的滾石可能對坡腳擬建建筑物產(chǎn)生威脅，因此需要采取“零容忍”的態(tài)度，考慮布設(shè)攔擋防護(hù)設(shè)施對滾石進(jìn)行攔截，確保把滾石控制在安全停滯區(qū)域以內(nèi).結(jié)合現(xiàn)場場地條件，擬采用將原設(shè)計(jì)的排洪溝拓寬作為攔石溝，同時(shí)輔于SNS(safetynettingsystem)被動防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行攔截.

通過鋪墊緩沖介質(zhì)后，坡腳附近的滾石運(yùn)動總能量已經(jīng)控制至400 kJ以下，因此選用RXI-050 SNS被動防護(hù)系統(tǒng)，滿足設(shè)計(jì)要求.同時(shí)在滾石與坡腳第一次碰撞點(diǎn)處(距坡腳3 m)，設(shè)計(jì)一深1.5 m，寬2 m的攔石溝，并在溝底鋪墊緩沖材料同時(shí)在外側(cè)溝壁鋪設(shè)廢舊輪胎進(jìn)行緩沖.在攔石溝的外側(cè)增設(shè)RX-050被動防護(hù)網(wǎng)，以增強(qiáng)其攔截能力.

根據(jù)設(shè)計(jì)方案邊坡斷面圖，重新建立RocFall斷面模型并導(dǎo)入軟件中.滾石位置、重量等參數(shù)的取值不變.在RocFall軟件中，在攔石溝外側(cè)設(shè)置攔擋結(jié)構(gòu)后進(jìn)行模擬計(jì)算，滾石運(yùn)動軌跡如圖16所示.同時(shí)通過軟件計(jì)算統(tǒng)計(jì)，獲取滾石停滯水平分布圖，如圖17所示.從圖上可以看出，僅有8%的滾石可能滾落至坡腳且最遠(yuǎn)的停滯距離為6 m，達(dá)到了對滾石攔擋設(shè)計(jì)的要求.

5 結(jié)語

基于現(xiàn)場調(diào)查及工程地質(zhì)分析，建立閩東南典型球狀風(fēng)化花崗巖邊坡滾石災(zāi)害模型，采用RocFall軟件對邊坡滾石的運(yùn)動軌跡、停滯概率和沖擊特性進(jìn)行詳細(xì)的模擬與分析；在此基礎(chǔ)上，研究分析坡形坡率優(yōu)化對邊坡滾石運(yùn)動特征的影響規(guī)律，對比論證設(shè)置平臺緩沖介質(zhì)對邊坡滾石的消能作用和停滯效應(yīng)，并對滾石攔擋防護(hù)措施的效果進(jìn)行分析與評價(jià)；最終提出一套坡形坡率優(yōu)化、平臺緩沖和坡腳攔擋設(shè)置為一體的邊坡滾石災(zāi)害防護(hù)設(shè)計(jì)方案.通過研究分析，得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1)邊坡滾石運(yùn)動過程中伴隨勢能向動能的急劇轉(zhuǎn)化，合理的坡形坡率設(shè)計(jì)能有效降低滾石運(yùn)動的啟動可能性、運(yùn)動隨機(jī)性和沖擊破壞動能.滾石運(yùn)動初期的總能量和彈跳高度比較低，宜結(jié)合邊坡上部有利地形，設(shè)置較緩的邊坡坡率和較寬的緩沖平臺，使?jié)L石難以啟動、盡早停滯、軌跡可控，災(zāi)害降低；反之，在邊坡下部宜設(shè)置較陡的坡率，避免豎向墜落的滾石碰撞后產(chǎn)生較大的水平加速度和拋射距離.

2)邊坡平臺的空間位置及其緩沖特性對滾石運(yùn)動有顯著的減速作用，優(yōu)化平臺位置并鋪設(shè)緩沖介質(zhì)是減緩滾石災(zāi)害的有效措施.

3)坡表植被恢復(fù)也是減緩滾石災(zāi)害的有效措施.坡面覆蓋土層性質(zhì)和植被覆蓋特征對滾石的運(yùn)動能力具有明顯影響，覆蓋土層越松散或植被越豐富，碰撞就越趨于完全非彈性碰撞，相應(yīng)的切向和法向恢復(fù)系數(shù)就越小，總能量折減越明顯.

4)科學(xué)地分析和評價(jià)邊坡滾石的運(yùn)動軌跡、彈跳高度、水平運(yùn)動距離、運(yùn)動總能量以及停滯范圍等，可以為邊坡滾石災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估和攔擋設(shè)計(jì)提供依據(jù)，有效降低工程風(fēng)險(xiǎn).

[1]王浩，劉成禹，陳志波.閩東南花崗巖球狀風(fēng)化不良地質(zhì)發(fā)育特征及其工程地質(zhì)問題[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2011，19 (4)：564 -569.

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(責(zé)任編輯：蔣培玉)

The protection design for rockfall hazard of spherical weathering granite slope

LINZhen，WANGHao，GONGNuangzhou，CHENGuojun
(College of Environment and Resources，F(xiàn)uzhou University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350116，China)

Based on the typical rockfall hazard of spherical weathering granite slope located in south east Fujian，the disaster laws which reveal trajectory，stagnation probability and impact characteristic of rockfall were researched with engineering geological analysis and numerical simulation.Disaster reduction mechanism and engineering effects of the optimization for the profile of slope，platform buffering medium and rockfall barrier were simulated and analyzed.Eventually，a systematic design scheme of rockfall hazard protection was put forward.

slope；rockfallhazard；trajectory；impactload；controlmeasures

10.7631/issn.1000 -2243.2016.05.0760

1000 -2243(2016)05 -0760 -07

2015 -06 -13

王浩(1978 -)，博士，副教授，主要從事工程地質(zhì)與巖土工程方面的教學(xué)與研究工作，h-wang@126.com

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41002127)；福建省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2013J01159)；交通運(yùn)輸部建設(shè)科技項(xiàng)目(201331849A130)；福建省交通運(yùn)輸科技發(fā)展項(xiàng)目(201242)

TU42

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