一种高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法技术

本发明专利技术公开了一种高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法，应用于缓冲装置，缓冲装置包括插杆结构与缓冲结构，缓冲结构包括旋转套件与缓冲弹性件，旋转套件转动套接于插杆结构，缓冲弹性件设置于插杆结构与旋转套件之间；拦截减速消能方法具体包括如下步骤：S100根据公式计算缓冲装置受到的正应力σ

【技术实现步骤摘要】
一种高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法


[0001]本专利技术涉及建筑的
，尤其涉及一种高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法。

技术介绍

[0002]高陡岩质边坡的落石是一类重要的地质灾害，严重威胁国民生计和工程建设。
[0003]相关技术中，为了减少落石危害，可采用多种防治措施，例如采用爆破的方式清除危岩，然而，由于高陡边坡往往受到多条构造裂隙的控制，爆破容易导致危岩体周围坡面裂隙加深、岩体松动，从而破坏剖面的完整性。又例如覆盖主动网或在斜坡设置被动防护网，但对于高陡岩质边坡上的危岩，常存在海拔高、与地面差距大等问题，很难进行主动网覆盖。而被动网常设置在有缓冲地带的坡体下方，对于高陡边坡，落石与下部设施间缺少缓冲，难以防治。由上可见，现有的措施存在防治能力差、成本高、实施困难等缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法，能够。
[0005]根据本专利技术第一方面实施例的高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法，应用于缓冲装置，所述缓冲装置包括插杆结构与缓冲结构，所述缓冲结构包括旋转套件与缓冲弹性件，所述插杆结构用于固定于山体的坡面，所述旋转套件转动套接于所述插杆结构，用于承接崩塌的落石，所述缓冲弹性件设置于所述插杆结构与所述旋转套件之间，以使所述旋转套件对所述崩塌的落石具有缓冲作用；
[0006]所述拦截减速消能方法具体包括如下步骤：
[0007]S100根据公式计算缓冲装置受到的正应力σ
t
；
[0008]F＝100Δmv；
[0009][0010][0011]其中，F
t
l为所述缓冲装置受到的弯矩；D为旋转套件外壁的直径；d为旋转套件内壁的直径；
[0012]S200根据所述正应力调整所述插杆结构选用的钢筋等级，并制备所述缓冲装置；
[0013]S300将所述缓冲装置的所述插杆结构插接于山体的坡面，并向上倾斜设置；其中，至少采用两个所述缓冲装置，两个所述缓冲装置相向倾斜设置。
[0014]根据本专利技术实施例的高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法，至少具有如下有益效果：缓冲装置包括插杆结构与缓冲结构，插杆用于插接固定于山体的坡面，缓冲结构装配于山体结构。在具体应用过程中，当危岩体崩塌后，落石沿坡面或自由落体向下运动，并接
触插杆结构上的旋转套件，旋转套件对落石进行初步缓冲。落石在初步缓冲后，落石从两根插杆结构中间向下运动，带动旋转套件旋转，旋转套件在转动时作用于缓冲弹性件，使得于缓冲弹性件形变蓄能，从而限制旋转套件的旋转。通过旋转套件的缓冲，旋转套件的旋转和缓冲弹性件的形变蓄能，降低落石下落产生的速度和动能，从而降低落石对坡底建筑物和交通的危害。另外，旋转套件转动设置于插杆结构，落石能够沿旋转套件的周面顺畅的经过，从而能够减小缓冲装置受到的冲击力，进而保证了缓冲装置的使用寿命。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述拦截减速消能方法还包括如下步骤：
[0016]将所述缓冲装置向上倾斜的角度α设置为15度至45度之间，在15度至45度之间任意选取多个角度值作为角度α的数值；其中，落石对所述缓冲装置的轴向力FN＝G sinα；落石对所述缓冲装置的法向力
[0017]将选取的角度α的数值代入上述公式中，以推出落石的轴向力与法向力；
[0018]根据落石的轴向力与法向力选择角度α的数值，以应用于步骤S300中。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，各个所述缓冲装置向上倾斜的角度设置为30度，一个所述缓冲装置朝向另一个所述缓冲装置的倾斜角度设置为15度。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述插杆结构通过混凝土固定于山体的坡面；所述拦截减速消能方法还包括如下步骤：根据所述正应力调整混凝土对插杆结构的强度。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述缓冲装置还包括圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承连接于所述插杆结构，所述旋转套件连接于所述圆锥滚子轴承；其中，所述缓冲弹性件为扭簧，所述扭簧套接于所述圆锥滚子轴承，并连接于所述插杆结构与所述旋转套件之间。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述的旋转套件外侧扭簧与内侧可承受较大冲击力的圆锥滚子轴承固定相接，所述的圆锥滚子轴承与所述插杆结构套接处的静摩擦力设置为小于扭簧完全蓄能后产生的转动力。
[0023]当崩塌落石冲击废旧轮胎时，如果崩塌落石冲击力较小，在扭簧蓄能极限范围内，扭簧形变量较小，无法带动轮胎旋转，则该崩塌落石威胁程度也相应较小。如果崩塌落石冲击力较大，产生的径向力带动废旧轮胎和旋转套件外层的扭簧旋转蓄能并超过扭簧的蓄能极限，此时转动力超过圆锥滚子轴承内壁静摩擦力，扭簧和圆锥滚子轴承所组成的旋转套件可在转动力作用下继续旋转耗能。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述插杆结构插入山体内部的长度占所述插杆结构总长度的三分之二。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，各个缓冲装置包括多个所述缓冲结构，多个所述缓冲结构依次设置于所述插杆结构；所述缓冲装置还包括多个限位凸环，多个所述限位凸环均连接于所述插杆结构，各个所述缓冲结构设置相邻所述限位凸环之间。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述插杆结构包括锚管、螺杆与膨胀头，所述膨胀头设置于所述锚管的一端，所述螺杆包括相连接的螺杆部与顶锥部，所述螺杆部穿射于所述锚管，并与所述锚管螺纹连接，所述顶锥部设置于所述膨胀头。
[0027]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0028]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0029]图1为本专利技术实施例的缓冲装置的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例的缓冲结构的一种剖视图；
[0031]图3为本专利技术实施例的缓冲结构的另一种剖视图；
[0032]图4为本专利技术实施例的缓冲装置的一种角度示意图；
[0033]图5为本专利技术实施例的缓冲装置的另一种角度示意图。
[0034]附图标记：
[0035]10、减缓装置；100、插杆结构；110、锚套；120、螺杆；121、螺杆部；122、顶锥部；130、膨胀头；200、缓冲结构；210、旋转套件；220、缓冲弹性件；230、圆锥滚子轴承；240、限位凸起。
具体实施方式
[0036]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0037]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法，其特征在于，应用于缓冲装置，所述缓冲装置包括插杆结构与缓冲结构，所述缓冲结构包括旋转套件与缓冲弹性件，所述插杆结构用于固定于山体的坡面，所述旋转套件转动套接于所述插杆结构，用于承接崩塌的落石，所述缓冲弹性件设置于所述插杆结构与所述旋转套件之间，以使所述旋转套件对所述崩塌的落石具有缓冲作用；所述拦截减速消能方法具体包括如下步骤：S100根据公式计算缓冲装置受到的正应力σ
t
；F＝100Δmv；F＝100Δmv；其中，F
t
l为所述缓冲装置受到的弯矩；D为旋转套件外壁的直径；d为旋转套件内壁的直径；S200根据所述正应力调整所述插杆结构选用的钢筋等级，并制备所述缓冲装置；S300将所述缓冲装置的所述插杆结构插接于山体的坡面，并向上倾斜设置；其中，至少采用两个所述缓冲装置，两个所述缓冲装置相向倾斜设置。2.根据权利要求1所述的高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法，其特征在于，所述拦截减速消能方法还包括如下步骤：将所述缓冲装置向上倾斜的角度α设置为15度至45度之间，在15度至45度之间任意选取多个角度值作为角度α的数值；其中，落石对所述缓冲装置的轴向力FN＝G sinα；落石对所述缓冲装置的法向力将选取的角度α的数值代入上述公式中，以推出落石的轴向力与法向力；根据落石的轴向力与法向力选择角度α的数值，以应用于步骤S300中，根据计算结果选取合适的角度范围。3.根据权利要求2所述的高陡岩质边坡落石的拦截减速消能方法，其特征在于，各个所述缓冲装置向上倾斜的角度设置为30度，一个所述缓冲装置朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗刚，吴茂林，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：