填方路基右侧潜在落石分析

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潜在落石分析需要根据不同情况考虑防护方案，主动防护网、帘式网、拦石墙、被动防护网均应根据项目不同情况来进行相应的选型设计。今天接着上一次分享的话题深入讨论高陡斜坡的落石分析及防治。

1、潜在落石路段基本概况

本路段属于构造剥蚀中低山地貌，岩土层以侵入岩花岗岩为主，节理裂隙较发育，但整体性较好，现状岩质边坡高陡，坡顶至坡脚高差约为500m，坡度以60°-80°为主,基于倾斜摄影高精度数据建立三维地质模型。

拟建道路通过此岩堆区，该岩堆区为冲沟冲积与风化落石堆积为主，拟建道路采用填方路基从山坡坡脚通过，因此需要注意因风化作用导致的潜在落石危害，基于此现场调查时锁定危岩位置并结合堆积区岩块特征确定潜在落石尺寸。潜在崩塌区除少数的规则高边坡外都是坡形起伏的，传统的二维剖面模型更适用于坡形规则的公路高边坡工程中，因此应利用高精度倾斜摄影结搭建三维地质模型，进行落石轨迹分析，然后选取典型二维剖面做计算对比验证。

2、求解方法

根据现场调查及地勘报告，清除坡面现状不稳定危岩后，潜在落石代表尺寸为0.5m×1m×1m，落石密度取2500kg/m3（落石计算平均值），落石质量为1.25t,根据球体计算公式换算得到落石球体直径为0.985m。初始落石动能设定为0KJ，求解方法选择刚性体计算。根据现场调查情况，由于后壁接近垂直，潜在落石首先以自由落体运动下坠，在变坡点处（崩塌落石区与岩堆区交界）发生碰撞弹跳，弹跳高度主要受本身自重及坡面法向阻力影响。接着紧贴坡面发生滚动，滚动至下一平台或与岩堆区既有岩石发生碰撞后可能会发生崩解，碰撞弹跳后继续做滚动运动。落石运动根据恢复系数法进行求解。

3、计算模型

计算区域上部为危岩落石体，下部为岩堆区域，计算模型应主要研究上部崩塌体的落石轨迹、冲击能等特征，岩堆区域主要考虑落石滚动运动及二次碰撞。由于危岩落石区现状相对稳定，为保险起见，对现状节理发育的最不利落石区域设置多处危岩落石点，落石坠落初始线上结合实际情况合理分配落石位置，初始线上共设置20处落石。

4、计算分析

落石仿真模拟自由落石时最大冲击能为2380KJ，落石平均高度为5m，但至路基破脚下时普遍小于2m，由于危岩落石区节理裂隙较为发育，采用主动柔性防护进行挂网锚杆施工时会进一步扰动坡面，有发生掉块崩塌的可能，根据现场情况，施工机械运送困难，采用帘式挂网顶部施工同样存在一定难度，且以上两种方式人工施工风险较大。基于此，拟采用被动防护网拦截方案。被动防护网允许冲击能根据计算结果选取1500KJ，考虑公路等级、安全高度、落石尺寸等综合选取拦网高度为3.5m，初拟位置距路线右侧20m位置，尽量平行高线布设，布设长度为400m。设置被动网后，所有落石均被拦截，落石碰撞至被动网时的最大弹跳高度小于1m，除一处冲击能为1490KJ外，其他基本在1000KJ左右，满足设计要求。