落石冲击作用下拦石桩设计方法研究

P642.21; 桩板拦石墙是一种拦截落石的新型被动防护结构,由悬臂桩、桩间板和缓冲垫层组成.这种结构具有地形适应性强、占地面积小、拦截高度大等优点,在落石高发区得到了应用.然而,由于悬臂桩的极限承载力缺乏详细的报道,因此无法为工程实践提供指导.文章首先根据落石冲击力传播特征,提出缓冲垫层的合理厚度;然后根据桩身的受力和变形特性,采用弹性固支悬臂梁模型和Winkler弹性地基梁模型推导了桩身内力、位移的理论计算方法,实现了落石冲击作用下悬臂桩设计参数的自动求解.结果表明:当落石直径为2m、冲击高度为7.0 m,冲击速度为10m/s,且砂土垫层厚度为落石直径的1.5倍时,双排三肢钢筋1.5 m×...

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Published in中国地质灾害与防治学报 Vol. 35; no. 3; pp. 88 - 96
Main Authors 田玥琳, 罗刚, 邹鹏, 张龙睿, 侯易凡
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西南交通大学地球科学与环境工程学院,四川成都 610031 01.06.2024
Subjects
桩身内力
optimal design
cushion
落石
缓冲垫层
rockfall retaining pile
优化设计
rockfall
拦石桩
internal force of pile
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ISSN1003-8035
DOI10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202304026

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Summary:P642.21; 桩板拦石墙是一种拦截落石的新型被动防护结构,由悬臂桩、桩间板和缓冲垫层组成.这种结构具有地形适应性强、占地面积小、拦截高度大等优点,在落石高发区得到了应用.然而,由于悬臂桩的极限承载力缺乏详细的报道,因此无法为工程实践提供指导.文章首先根据落石冲击力传播特征,提出缓冲垫层的合理厚度;然后根据桩身的受力和变形特性,采用弹性固支悬臂梁模型和Winkler弹性地基梁模型推导了桩身内力、位移的理论计算方法,实现了落石冲击作用下悬臂桩设计参数的自动求解.结果表明:当落石直径为2m、冲击高度为7.0 m,冲击速度为10m/s,且砂土垫层厚度为落石直径的1.5倍时,双排三肢钢筋1.5 m×1.2m悬臂桩可承受冲击力为2.51×106N且冲击能量为565 kJ的落石冲击.对于冲击能量更高的情况,建议优先提高拦石桩的抗弯能力.研究可为西部山区岩崩防灾减灾提供科学依据.
ISSN:1003-8035
DOI:10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202304026