崩塌滾石災害形成演化機理與減災關鍵技術

前言
第一篇 崩塌滾石災害形成演化機理研究
第1章 危巖調查與崩塌滾石災害防治技術概述
1.1 高陡斜坡危巖調查
1.2 崩塌滾石災害形成條件分析
1.3 崩塌滾石災害防治技術概述
1.3.1 主動防護
1.3.2 被動防護
1.4 滾石防護工程措施作用原理及適用范圍
第2章 巖體裂隙開挖卸荷擴展與失穩(wěn)機理
2.1 基本假設及模型
2.2 臨界裂紋擴展分析
2.2.1 壓剪狀態(tài)下裂隙擴展分析
2.2.2 主應力不變，減小圍壓引發(fā)巖體裂隙擴展分析
2.2.3 主應力圍壓同時減小引發(fā)裂隙擴展機理
2.2.4 1.3保持不變，主應力方向發(fā)生旋轉引發(fā)裂隙擴展分析
2.3 算例
2.4 本章小結
第3章 強震荷載誘發(fā)巖體崩塌的力學機理
3.1 震波特征與巖體裂縫的擴展形態(tài)
3.1.1 地震波特征及作用模式
3.1.2 震波作用下后緣裂縫的拉剪破壞
3.1.3 危巖裂縫擴展的臨界加速度
3.1.4 裂縫巖體的擴展量計算
3.1.5 巖體裂縫擴展的累積及其失穩(wěn)破壞
3.2 算例
3.3 本章小結
第4章 震后暴雨型巖質滑坡啟動機理
4.1 降雨作用下裂縫的擴展貫通機理
4.2 基于上限定理的暴雨型巖質滑坡穩(wěn)定性分析
4.2.1 極限分析上限定理
4.2.2 巖質滑坡體啟動過程中的內(nèi)外力功率分析
4.2.3 基于上限定理的巖質坡體穩(wěn)定性分析
4.3 算例
4.4 本章小結
第5章 滾石沖擊荷載作用下土體屈服特性研究
5.1 研究現(xiàn)狀
5.2 Hertz接觸力學
5.3 滾石沖擊荷載下土體初始屈服壓力
5.4 滾石對地面的沖擊
5.5 算例
5.6 本章小結
第6章 滾石坡面法向沖擊動力響應特性研究
6.1 基于接觸理論的滾石坡面法向沖擊特性研究
6.1.1 基于完全彈性接觸理論的沖擊響應分析
6.1.2 基于彈塑性接觸理論的沖擊響應分析
6.2 滾石對坡面法向沖擊的數(shù)值計算
6.3 計算結果與敏感度的對比分析
6.3.1 沖擊速度對滾石沖擊特性的影響
6.3.2 滾石半徑對沖擊特性的影響
6.4 本章小結
第7章 滾石沖擊碰撞恢復系數(shù)研究
7.1 問題的提出
7.2 滾石法向碰撞恢復系數(shù)
7.3 滾石切向碰撞恢復系數(shù)
7.4 算例
7.5 本章小結
第8章 滾石坡面運動預測
8.1 滾石的坡面運動
8.1.1 滾石與坡面初次沖擊回彈
8.1.2 滾石與坡面任意次沖擊回彈分析
8.2 滾石碰撞恢復系數(shù)
8.2.1 滾石法向碰撞恢復系數(shù)
8.2.2 滾石切向碰撞恢復系數(shù)
8.3 算例
8.4 本章小結
第9章 地震誘發(fā)滑坡的危險性區(qū)劃研究
9.1 Newmark滑坡永久位移計算模型
9.1.1 地震誘發(fā)滑坡危險性區(qū)劃
9.1.2 地震誘發(fā)滑坡危險性區(qū)劃結果分析
9.2 本章小結

第二篇 崩塌滾石災害防治關鍵技術研究
第10章 滾石對防護結構的沖擊壓力計算
10.1 問題的提出
10.2 滾石法向沖擊接觸理論
10.2.1 基本假設
10.2.2 球形壓模壓入半空間問題
10.2.3 考慮墊層材料彈塑性效應的接觸力學修正
10.3 滾石荷載下墊層材料的沖擊特性研究
10.3.1 完全彈性條件下的沖擊特性
10.3.2 彈塑性條件下的沖擊特性
10.4 作用在滾石防護結構上的沖擊壓力
10.5 算例
10.6 本章小結
第11章 考慮彈塑性變形的泥石流大塊石沖擊力計算
11.1 引言
11.2 Hertz接觸力學
11.3 Hertz接觸應力的彈塑性修正
11.4 大塊石對構筑物的非彈性沖擊
11.5 大塊石對構筑物的沖擊壓力計算
11.6 算例
11.7 本章小結
第12章 輕鋼結構棚洞動力仿真及其優(yōu)化設計研究
12.1 計算條件及要求
12.1.1 棚洞鋼結構基本尺寸
12.1.2 棚洞所受荷載
12.1.3 材料參數(shù)
12.2 計算模型
12.2.1 幾何模型
12.2.2 有限元模型
12.2.3 邊界條件
12.2.4 載荷情況
12.3 計算結果分析
12.3.1 靜力學分析
12.3.2 滾石沖擊作用下棚洞鋼結構的動力學響應
12.4 本章小結
第13章 新型耗能減震滾石棚洞作用機制研究
13.1 金屬耗能減震器（SDR）的動塑性特性
13.1.1 平均壓跨荷載
13.1.2 金屬耗能減震器的簡化本構模型
13.2 滾石沖擊特性與棚洞板彎曲變形
13.2.1 基本假設
13.2.2 滾石對棚洞板的彈性沖擊
13.2.3 棚洞板彎曲彈性變形
13.3 耗能減震滾石棚洞結構動力響應
13.3.1 耗能減震器未發(fā)生褶皺屈服時的沖擊耗能特性
13.3.2 耗能減震器進入褶皺屈服后的沖擊耗能特性
13.4 算例
13.5 本章小結
第14章 滾石沖擊荷載下棚洞結構動力響應
14.1 滾石對棚洞結構沖擊的數(shù)值模擬
14.1.1 問題描述
14.1.2 模型材料參數(shù)及本構模型
14.1.3 數(shù)值計算模型
14.2 棚洞動力響應數(shù)值計算成果
14.2.1 沖擊壓力與時間的關系
14.2.2 沖擊位移與時間的關系
14.2.3 滾石沖擊彈坑形狀
14.2.4 滾石沖擊接觸壓力分布
14.2.5 滾石沖擊角度對沖擊特性的影響
14.3 本章小結
第15章 滾石沖擊鋼筋混凝土棚洞板動力響應理論研究
15.1 沖擊荷載下鋼筋混凝土板動力控制方程
15.2 基于靜力壓痕試驗的滾石-鋼筋混凝土板接觸特性研究
15.2.1 問題描述
15.2.2 靜力壓痕數(shù)值試驗
15.2.3 滾石沖擊荷載下鋼筋混凝土棚洞板的動力響應
15.3 本章小結
第16章 滾石防護棚洞EPS墊層結構緩沖作用研究
16.1 滾石沖擊EPS墊層模型
16.2 靜力壓痕試驗及結果分析
16.3 基于本章方法的滾石沖擊棚洞動力響應
16.3.1 沖擊力與時間的關系
16.3.2 沖擊位移與時間的關系
16.3.3 本章方法與動力有限元解的比較
16.4 本章小結
第17章 混凝土路面在滾石沖擊下的動力響應研究
17.1 滾石對棚洞結構沖擊的數(shù)值模擬
17.1.1 問題描述
17.1.2 模型材料參數(shù)及本構模型
17.1.3 數(shù)值計算模型
17.2 棚洞動力響應數(shù)值計算成果
17.2.1 沖擊壓力與時間關系
17.2.2 沖擊深度與時間關系
17.2.3 混凝土路面彈坑及應力云圖
17.2.4 壓應力分布
17.2.5 沖擊速度及回彈
17.2.6 沖擊速度與沖擊壓力及沖擊深度的關系
17.3 本章小結

第三篇 崩塌滾石災害工程防治實例分析
第18章 攀枝花寶鼎特大橋滾石棚洞工程實例
18.1 棚洞結構沖擊過程的數(shù)值模擬
18.1.1 問題描述
18.1.2 棚洞動力響應數(shù)值計算結果
18.2 本章小結
第19章 桃關隧道柔性鋼結構棚洞
19.1 工程背景
19.2 有限元模型及材料參數(shù)
19.3 滾石沖擊下柔性鋼結構棚洞動力響應結果
19.3.1 不同沖擊位置下棚洞鋼結構動力響應分析
19.3.2 不同截面尺寸棚洞鋼結構的動力響應分析
19.4 本章小結
第20章 蘆山震后S210線應急輕鋼棚洞動力響應
20.1 工程背景
20.2 新型輕鋼結構棚洞構造
20.3 滾石沖擊荷載下輕鋼結構棚洞動力響應與優(yōu)化計算
20.3.1 輕鋼結構棚洞動力有限元模型構建
20.3.2 材料參數(shù)及計算工況
20.3.3 滾石沖擊荷載下輕鋼結構棚洞動力響應
20.4 本章小結
第21章 都-汶公路徹底關大橋橋墩抗?jié)L石沖擊防護研究
21.1 問題提出
21.1.1 災情描述
21.1.2 崩塌體地層巖性及其穩(wěn)定性評價
21.2 大橋橋墩抗?jié)L石沖擊防護墊層設計
21.3 橋墩防護墊層結構動力限元模型
21.4 計算結果與討論
21.5 本章小結
參考文獻