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【中国科学报】给山区道路加上“金钟罩” ——ca88团队实现柔性防护新进展

来源:ca88    日期:2019/6/27 14:43:30    点击数:2274

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实际灾害防护效果 

众所周知,我国是一个典型的多山国家,山地面积占到了全国陆地面积的2/3。在我国广大的山区,由于地质条件复杂,地质灾害时常发生,其中就包括山区高位落石和岩土体崩塌。

山区高位落石和岩土体崩塌由于具有冲击力大、冲击能量大和破坏效应巨大等特点,特别在我国的西部高山峡谷区域,其风险隐患较为普遍,且分布区域广泛,对交通形成了巨大的威胁,对其进行有效防治一直是地质灾害防治领域的技术难题。

不久前,由ca88土木工程学院防护结构研究中心(以下简称防护中心)联合四川奥思特边坡防护工程有限公司,开展了一次针对高位落石冲击防护的原位试验。本次试验也是世界上首次同类型的原位足尺试验。

与一般针对高位落石“硬碰硬”式的防护方式不同,此次科研人员试验的是一种新型的柔性防护技术——引导式防护系统。该系统与传统的固坡、拦挡等工程手段相比,充分利用了“以柔克刚”的原理,通过对滚石下落全过程轨迹的抑制和引导,从而实现更为有效的防治效果,具有防护性能高、施工周期短、易维护、不影响生态环境等优势。

据介绍,防护中心从事相关柔性防护技术的研发已经有十年之久,本次试验所采用的新型防护系统,便是该中心校企合作联合开发的最新成果。作为该中心首次提出并开发的引导防护系统,与既有柔性防护技术不同——新系统遭受强冲击作用时,可以基于“主动控制”并结合专门的结构技术措施,对高位落石进行拦截、压制、引导和收拢,实现拦截、引导和辅助清理等功能的一体化整合。

此次冲击试验被安排在重庆市涪陵区的一处山区地形。试验模型安装在高度为85米、坡度约65度的陡坡上,仅由14根钢柱支撑,防护面积超过一万平方米。试验正式开始后,数块重量不等的大型撞击块从陡崖上释放,撞击块高速滚落,并带动大量破碎岩体冲击系统,经系统拦截、压制、引导后堆积至坡底。

在系统无修复条件下,试验重复进行了多次,分别验证了单体、多体群发及多体跟随冲击等工况。

在试验中还出现了一个有趣的现象。第二次冲击试验时,撞击块的提升挂钩与网面形成纠缠,无法下落,但试验人员胸有成竹,果断指挥释放第三次撞击块,通过系统的引导功能,有效控制前后两次撞击块的滚落路径,实现了前后两个撞击块的空中撞击,解决了落石挂网的问题。试验老师称:在这种复杂地形条件下,发生打弹珠似的跟随撞击现象,充分体现了新型防护系统优秀的落石轨迹引导能力。

据介绍,本次试验实现了引导式高位落石柔性防护系统大型足尺冲击试验的世界首秀,并验证了防护系统在无修复状态下抗连续冲击,是柔性防护结构领域的突破性进展。

来源:ca88    返回:ca88     责任编辑:蔡京君

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