【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种地质灾害防护结构技术，特别是涉及一种针对危岩崩塌滚石的坡面连接防护网系统及其设计方法，属于地质灾害防治工程。
技术介绍
1、岩体崩塌滚石是山区边坡地带常见现象。与滑坡/泥石流相比，虽然崩塌滚石灾害瞬时冲击产生的破坏能量与规模较小，但由于滚石灾害与降水条件关联程度低于滑坡/泥石流，且人为诱发可能性更突出，由此造成基于观测资料的可预见性偏低，突发性、随机性更强，因而被视为与滑坡/泥石流相并列的山区主要地质灾害类型。
2、岩体崩塌滚石灾害防护措施分为主动与被动两大类。主动防护措施是利用实时监测及时发现并预警滚石滚落，需要投入大量人财物力投入，且技术设计复杂，安装与实施过程都会对环境造成一定影响，须配合环境评估与治理，制约因素较多。被动防护措施是利用其他物体、结构体、构筑体(例如耗能网、岩石墙等)来接受或者减缓滚落运动。被动防护措施具有地形适应性强、技术设备经济、易于安装维护等优势，因而是目前最常建设使用的滚石灾害防护措施。被动防护措施的主要技术缺陷在于通常只能阻挡小型、中型滚石，对中大型、大型滚石往往拦截无效。为解决此问题，现有技术引入了坡面连续被动防护思路。
3、现有技术zl2015100806807公开一种边坡落石缓冲防护系统。该系统自若干重防护层叠加而成，每一重防护层可分为被动防护和减能缓冲两单元，防护层叠加重数根据边坡斜长大小确定。减能缓冲单元通过局部坡面的减缓和高弹性网片的变形吸能消减边坡落石下坠能量，降低落石对被动防护单元的冲击力，使系统耐久性增强；被动防护单元用于拦截经减能缓冲单
4、现有技术zl202121851835x公开另一种边坡落石缓冲防护系统，包括沿边坡从上至下依次分布的阻挡缓冲单元、减速单元以及落石收集单元；阻挡缓冲单元用于将下落速度较快，与坡面角度较大的落石进行能力消减；减速缓冲单元用于对沿坡面向下滚落的落石进行再次缓冲减速，并引导落石滚落至下方的落石收集单元，进入接石网集中堆积清理，减小了后期维护工作量。该技术同样属于坡面连续被动防护的技术方案，主要技术缺陷在于：其一、系统第一单元采用“阻挡”手段，存在这类技术构思固有缺陷。其二、系统第二、三单元功能发挥受限于第一单元缓冲钢网的离地高度，当大型滚石直径大于离地高度时，第二、三单元功能则成为摆设，系统所能发挥的功能与普通被动防护措施无异，即对中大型、大型滚石往往拦截无效。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对现有技术的不足，提供一种坡面连续被动防护技术方案。
2、为实现上述目的，本专利技术首先提供一种分节翼蝶形坡面防护网系统，其技术方案如下。
3、一种分节翼蝶形坡面防护网系统，布置在坡面危岩带与安全防护区之间，包括呈纵横网格点阵排列在坡面上的基座、基座上固定支撑钢结构、支撑钢结构上固定防护网，其特征在于：
4、分节翼蝶形坡面防护网系统呈分节布置，包括沿坡向排列的至少二个防护节，危岩带下方第一防护节为首位节，安全防护区上方第一防护节为末位节；
5、所述防护节，基座排距fy、排内基座间距fx，每横排基座宽度沿坡向自上向下收缩；支撑钢结构的支撑柱垂直于坡面，并沿坡向呈单坡连跨式排列；防护网在首排支撑柱上的网宽w2是防护节入口宽度l、网高h2是防护节入口高度h，防护网在末排支撑柱上的网宽w2是防护节出口宽度l、网高h2是防护节出口高度h；
6、沿坡向的相邻二防护节间，上方防护节的出口宽度l小于下方防护节的入口宽度l；末位节的出口宽度l小于安全防护区宽度；上方防护节出口高度h小于下方防护节入口高度h；
7、沿坡向的相邻二防护节间，上方防护节的末排支撑柱与下方防护节首排支撑柱为同一排支撑柱，上方防护节的防护网固定在该排支撑柱腰部，系统内其余部位的防护网固定在支撑柱顶部。
8、本专利技术分节翼蝶形坡面防护网系统是一种坡面柔性防护网系统，是一种连续防护网系统。系统布置在坡面危岩带与威胁对象之间，以“主动耗能+疏导”形式对危岩带产生的落石实施连续防御。系统的结构特点在于：其一、整体为分节式结构，使系统在纵向布置路线上的每一防护节构成沿坡面地势起伏的短切线，从而保证连续防护网曲面整体契合坡面起伏，既具有更好的被动防护效果，也避免整张连续防护网的自重下垂张力成为支撑钢结构不必要的荷载。其二、每一防护节采用单坡连跨式结构，防护节的防护网面高度逐渐降低，保持与坡面较高的贴合度，从而使落石在下落过程中有机会与防护网发生尽量多次的碰撞摩擦，达到充分耗能目的；同时逐渐降低落石回弹高度，演化为沿坡面滚落，发生大面积摩擦耗能，降低最后冲击破坏能量。其三、在单坡连跨式结构基础上，上下相邻的防护节引入“抬头”设计，即下方防护节入口高度大于上方防护节出口高度，每一防护出口类似“分节束口”，系统的连接网面形成“前后套兜、中间扎紧”式的被动防护功能，保证落石一旦进入首位节入口，无论与防护网系统或坡面发生任何方向的撞击回弹，都能够最大可能留在系统内。其四、系统整体外形与每一防护节外形均设计为蝶形，即入口宽出口窄的近似倒梯形展开，实现对落石运动的导向收集，引导落石最终堆积在防护节/系统最狭窄低矮处，节省后续防护网清理维护工作成本。
9、本专利技术分节翼蝶形坡面防护网系统的整体是一种形态仿生学构思。系统的纵向(即沿坡向)结构模仿甲壳纲动物躯干体节特征，使系统的纵向布局线能够随坡面变化；横向结构模仿动物翅翼特征，入口捕捉出口收缩，最终的系统整体结构形成一种“贴合扎腰套兜”的连续被动型防护网结构。
10、上述分节翼蝶形坡面防护网系统的优化方案可以包括防护网结构与防护网系统翼角设计两方向。
11、优化一、防护网的主体可以采用复合耗能网，复合耗能网是重叠绑扎的两层网，上层网为环形网，下层网为钢丝绳网。上层重点实现拦挡耗能功能，下层增强环形网中耗能环的韧性，延长防护网使用寿命，同时防止碎石碎屑飞溅。
12、优化二、任一防护节内的翼角γ不大于坡面防护网系统翼角且γ沿坡向自上向下减小。防护节内的翼角γ是防护节首排基座与末排基座同侧端点连线与首排基座的夹角，坡面防护网系统翼角是坡面防护网系统首排基座与末排基座同侧端点连线与首排基座的夹角。
13、本专利技术同时提供上述分节翼蝶形坡面防护网系统的设计方法，其技术方案如下。
14、一种分节翼蝶形坡面防护网系统的设计方法，其特征在于：依如下步骤实施：
15、步骤s100、现场调查，获取工程的基础本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.分节翼蝶形坡面防护网系统，布置在坡面危岩带与安全防护区之间，包括呈纵横网格点阵排列在坡面上的基座(3)、基座(3)上固定支撑钢结构(1)、支撑钢结构(1)上固定防护网(2)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述坡面防护网系统，其特征在于：所述防护网(2)的主体是复合耗能网(21)，复合耗能网(21)是重叠绑扎的两层网，上层网为环形网(211)，下层网为钢丝绳网(212)。
3.根据权利要求2所述坡面防护网系统，其特征在于：任一防护节内的翼角γ不大于坡面防护网系统翼角且γ沿坡向自上向下减小；所述防护节内的翼角γ是防护节首排基座(3)与末排基座(3)同侧端点连线与首排基座(3)的夹角，所述坡面防护网系统翼角是坡面防护网系统首排基座(3)与末排基座(3)同侧端点连线与首排基座(3)的夹角。
4.权利要求1～3任一所述分节翼蝶形坡面防护网系统的设计方法，其特征在于：依如下步骤实施：
5.根据权利要求4所述设计方法，其特征在于：所述步骤S340中，对于任一防护节，翼角γ不取值依式4设计，
6.根据权利要求4或5所述设计方法，其
7.根据权利要求6所述设计方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述设计方法，其特征在于：所述环形网(211)是缠绕型环形网，耗能环由m股钢绞线盘结成；在步骤S200中，还包括：确定耗能环及其单股钢绞线的型号规格；
9.根据权利要求8所述设计方法，其特征在于：0＜ka＜1，kb>1，0＜kc＜1。
10.根据权利要求8所述设计方法，其特征在于：ka＝0.9～0.95，kb＝1.1，kc＝0.85～0.95。
...【技术特征摘要】
1.分节翼蝶形坡面防护网系统，布置在坡面危岩带与安全防护区之间，包括呈纵横网格点阵排列在坡面上的基座(3)、基座(3)上固定支撑钢结构(1)、支撑钢结构(1)上固定防护网(2)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述坡面防护网系统，其特征在于：所述防护网(2)的主体是复合耗能网(21)，复合耗能网(21)是重叠绑扎的两层网，上层网为环形网(211)，下层网为钢丝绳网(212)。
3.根据权利要求2所述坡面防护网系统，其特征在于：任一防护节内的翼角γ不大于坡面防护网系统翼角且γ沿坡向自上向下减小；所述防护节内的翼角γ是防护节首排基座(3)与末排基座(3)同侧端点连线与首排基座(3)的夹角，所述坡面防护网系统翼角是坡面防护网系统首排基座(3)与末排基座(3)同侧端点连线与首排基座(3)的夹角。
4.权利要求1～3任一所述分节...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴永，赵永杰，王张庆，李新坡，
申请(专利权)人：中国科学院，水利部成都山地灾害与环境研究所，
类型：发明
国别省市：
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