第一篇 崩塌滚石灾害形成演化机理研究 3
第1章 危岩调查与崩塌滚石灾害防治技术概述 3
1.1 高陡斜坡危岩调查 3
1.2 崩塌滚石灾害形成条件分析 5
1.3 崩塌滚石灾害防治技术概述 6
1.3.1 主动防护 6
1.3.2 被动防护 10
1.4 滚石防护工程措施作用原理及适用范围 16
第2章 岩体裂隙开挖卸荷扩展与失稳机理 20
2.1 基本假设及模型 20
2.2 临界裂纹扩展分析 21
2.2.1 压剪状态下裂隙扩展分析 21
2.2.2 主应力σ1不变，减小围压σ3引发岩体裂隙扩展分析 23
2.2.3 主应力σ1、围压σ3同时减小引发裂隙扩展机理 24
2.2.4 σ1、σ3保持不变，主应力方向发生旋转引发裂隙扩展分析 25
2.3 算例 26
2.4 本章小结 27
第3章 强震荷载诱发岩体崩塌的力学机理 28
3.1 震波特征与岩体裂缝的扩展形态 28
3.1.1 地震波特征及作用模式 28
3.1.2 震波作用下后缘裂缝的拉剪破坏 29
3.1.3 危岩裂缝扩展的临界加速度 30
3.1.4 裂缝岩体的扩展量计算 32
3.1.5 岩体裂缝扩展的累积及其失稳破坏 33
3.2 算例 34
3.3 本章小结 36
第4章 震后暴雨型岩质滑坡启动机理 37
4.1 降雨作用下裂缝的扩展贯通机理 37
4.2 基于上限定理的暴雨型岩质滑坡稳定性分析 39
4.2.1 极限分析上限定理 39
4.2.2 岩质滑坡体启动过程中的内外力功率分析 40
4.2.3 基于上限定理的岩质坡体稳定性分析 41
4.3 算例 41
4.4 本章小结 43
第5章 滚石冲击荷载作用下土体屈服特性研究 44
5.1 研究现状 44
5.2 Hertz接触力学 44
5.3 滚石冲击荷载下土体初始屈服压力 45
5.4 滚石对地面的冲击 47
5.5 算例 48
5.6 本章小结 49
第6章 滚石坡面法向冲击动力响应特性研究 50
6.1 基于接触理论的滚石坡面法向冲击特性研究 50
6.1.1 基于完全弹性接触理论的冲击响应分析 51
6.1.2 基于弹塑性接触理论的冲击响应分析 51
6.2 滚石对坡面法向冲击的数值计算 52
6.3 计算结果与敏感度的对比分析 55
6.3.1 冲击速度对滚石冲击特性的影响 55
6.3.2 滚石半径对冲击特性的影响 58
6.4 本章小结 60
第7章 滚石冲击碰撞恢复系数研究 61
7.1 问题的提出 61
7.2 滚石法向碰撞恢复系数 62
7.3 滚石切向碰撞恢复系数 63
7.4 算例 65
7.5 本章小结 66
第8章 滚石坡面运动预测 67
8.1 滚石的坡面运动 67
8.1.1 滚石与坡面初次冲击回弹 67
8.1.2 滚石与坡面任意次冲击回弹分析 69
8.2 滚石碰撞恢复系数 70
8.2.1 滚石法向碰撞恢复系数 70
8.2.2 滚石切向碰撞恢复系数 71
8.3 算例 71
8.4 本章小结 73
第9章 地震诱发滑坡的危险性区划研究 74
9.1 Newmark滑坡永久位移计算模型 74
9.1.1 地震诱发滑坡危险性区划 74
9.1.2 地震诱发滑坡危险性区划结果分析 76
9.2 本章小结 77
第二篇 崩塌滚石灾害防治关键技术研究 81
第10章 滚石对防护结构的冲击压力计算 81
10.1 问题的提出 81
10.2 滚石法向冲击接触理论 83
10.2.1 基本假设 83
10.2.2 球形压模压入半空间问题 83
10.2.3 考虑垫层材料弹塑性效应的接触力学修正 84
10.3 滚石荷载下垫层材料的冲击特性研究 85
10.3.1 完全弹性条件下的冲击特性 85
10.3.2 弹塑性条件下的冲击特性 86
10.4 作用在滚石防护结构上的冲击压力 86
10.5 算例 87
10.6 本章小结 88
第11章 考虑弹塑性变形的泥石流大块石冲击力计算 90
11.1 引言 90
11.2 Hertz接触力学 91
11.3 Hertz接触应力的弹塑性修正 92
11.4 大块石对构筑物的非弹性冲击 92
11.5 大块石对构筑物的冲击压力计算 94
11.6 算例 95
11.7 本章小结 96
第12章 轻钢结构棚洞动力仿真及其优化设计研究 98
12.1 计算条件及要求 98
12.1.1 棚洞钢结构基本尺寸 98
12.1.2 棚洞所受荷载 98
12.1.3 材料参数 98
12.2 计算模型 99
12.2.1 几何模型 99
12.2.2 有限元模型 100
12.2.3 边界条件 100
12.2.4 载荷情况 100
12.3 计算结果分析 100
12.3.1 静力学分析 100
12.3.2 滚石冲击作用下棚洞钢结构的动力学响应 102
12.4 本章小结 111
第13章 新型耗能减震滚石棚洞作用机制研究 113
13.1 金属耗能减震器（SDR）的动塑性特性 114
13.1.1 平均压跨荷载 114
13.1.2 金属耗能减震器的简化本构模型 115
13.2 滚石冲击特性与棚洞板弯曲变形 116
13.2.1 基本假设 116
13.2.2 滚石对棚洞板的弹性冲击 116
13.2.3 棚洞板弯曲弹性变形 117
13.3 耗能减震滚石棚洞结构动力响应 117
13.3.1 耗能减震器未发生褶皱屈服时的冲击耗能特性 118
13.3.2 耗能减震器进入褶皱屈服后的冲击耗能特性 119
13.4 算例 120
13.5 本章小结 122
第14章 滚石冲击荷载下棚洞结构动力响应 123
14.1 滚石对棚洞结构冲击的数值模拟 123
14.1.1 问题描述 123
14.1.2 模型材料参数及本构模型 124
14.1.3 数值计算模型 125
14.2 棚洞动力响应数值计算成果 126
14.2.1 冲击压力与时间的关系 126
14.2.2 冲击位移与时间的关系 127
14.2.3 滚石冲击弹坑形状 128
14.2.4 滚石冲击接触压力分布 130
14.2.5 滚石冲击角度对冲击特性的影响 132
14.3 本章小结 133
第15章 滚石冲击钢筋混凝土棚洞板动力响应理论研究 135
15.1 冲击荷载下钢筋混凝土板动力控制方程 135
15.2 基于静力压痕试验的滚石－钢筋混凝土板接触特性研究 136
15.2.1 问题描述 137
15.2.2 静力压痕数值试验 138
15.2.3 滚石冲击荷载下钢筋混凝土棚洞板的动力响应 139
15.3 本章小结 141
第16章 滚石防护棚洞EPS垫层结构缓冲作用研究 143
16.1 滚石冲击EPS垫层模型 143
16.2 静力压痕试验及结果分析 145
16.3 基于本章方法的滚石冲击棚洞动力响应 146
16.3.1 冲击力与时间的关系 147
16.3.2 冲击位移与时间的关系 148
16.3.3 本章方法与动力有限元解的比较 148
16.4 本章小结 150
第17章 混凝土路面在滚石冲击下的动力响应研究 151
17.1 滚石对棚洞结构冲击的数值模拟 152
17.1.1 问题描述 152
17.1.2 模型材料参数及本构模型 153
17.1.3 数值计算模型 153
17.2 棚洞动力响应数值计算成果 155
17.2.1 冲击压力与时间关系 155
17.2.2 冲击深度与时间关系 156
17.2.3 混凝土路面弹坑及应力云图 156
17.2.4 压应力分布 158
17.2.5 冲击速度及回弹 160
17.2.6 冲击速度与冲击压力及冲击深度的关系 161
17.3 本章小结 162
第三篇 崩塌滚石灾害工程防治实例分析 167
第18章 攀枝花宝鼎特大桥滚石棚洞工程实例 167
18.1 棚洞结构冲击过程的数值模拟 167
18.1.1 问题描述 167
18.1.2 棚洞动力响应数值计算结果 171
18.2 本章小结 176
第19章 桃关隧道柔性钢结构棚洞 177
19.1 工程背景 177
19.2 有限元模型及材料参数 179
19.3 滚石冲击下柔性钢结构棚洞动力响应结果 180
19.3.1 不同冲击位置下棚洞钢结构动力响应分析 180
19.3.2 不同截面尺寸棚洞钢结构的动力响应分析 182
19.4 本章小结 184
第20章 芦山震后S210线应急轻钢棚洞动力响应 185
20.1 工程背景 185
20.2 新型轻钢结构棚洞构造 187
20.3 滚石冲击荷载下轻钢结构棚洞动力响应与优化计算 188
20.3.1 轻钢结构棚洞动力有限元模型构建 188
20.3.2 材料参数及计算工况 189
20.3.3 滚石冲击荷载下轻钢结构棚洞动力响应 190
20.4 本章小结 194
第21章 都—汶公路彻底关大桥桥墩抗滚石冲击防护研究 195
21.1 问题提出 195
21.1.1 灾情描述 195
21.1.2 崩塌体地层岩性及其稳定性评价 197
21.2 大桥桥墩抗滚石冲击防护垫层设计 199
21.3 桥墩防护垫层结构动力限元模型 200
21.4 计算结果与讨论 201
21.5 本章小结 204
参考文献 205