崩塌落石冲击荷载作用下埋地管道的安全评价

野外调查人员在进行崩塌落石灾害的风险分析和评价时,由于没有科学的判别依据,往往只能根据以往经验主观加以判断。本文在前人研究成果和野外调查资料分析的基础上,探讨了崩塌落石冲击力的计算方法,并运用LS-DYNA显式动力学分析软件建立了崩塌落石冲击荷载作用下埋地管道的三维有限元模型,进行了数值模拟,研究了某些因素对埋地管道安全的影响规律,得出一些具有实用性的曲线或公式,可供评价实际问题时查询应用,以为埋地管道的安全运营及崩塌落石的防护设计提供决策依据。     

落石冲击作用下架设油气管道响应分析

针对影响油气管道安全运营的落石冲击问题,基于弹塑性力学、Cowper-Symonds本构模型和有限元方法,建立了球形落石冲击油气管道的计算模型,对管道动态响应过程进行了数值模拟。对冲击速度、落石半径、管道内压力和落石冲击位置进行了参数敏感性分析,研究了各参数对管道冲击变形的影响规律。结果表明:落石的冲击能量主要用于管道塑性变形;冲击过程中,落石与管道的接触区域由初始的椭圆斑逐渐变成了椭圆环;管道塑性变形随着冲击速度和落石半径的增大而增大,随内压和落石偏移度的增大而减小。该研究工作为油气管道的安全评价及防护工程的设计提供了参考依据,对保障油气安全运输具有重要的工程意义。     

轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析∗

轴向中空壁管作为一种新型结构壁管,几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好,近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性,设计了 20 个试验工况,以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的落石冲击和机械撞击作用,基于量纲分析法提出冲击力峰值的计算方法,通过有限元软件 ABAQUS 对试验结果进行验证,并根据有限元计算结果分析管道在低速冲击作用下的变形特性和损伤机理。研究表明：数值分析结果与试验结果吻合较好,冲击力时程曲线趋势基本一致,冲击力峰值误差在 5% 以内。 轴向中空壁管具有良好的抗冲击性能,其双壁中空结构具有较好的能量耗散性,落锤与管道接触瞬间会产生较大的冲击力,12.9 kg 的落锤从 2 m 处自由下落冲击管道可产生 15.28 kN 的冲击力。对比 20 个试验工况的冲击力峰值试验值与计算值,误差均较小,最大误差为 5.8%,即冲击力峰值计算方法准确性较高。随着落锤高度和质量的增加,冲击力峰值增大,损伤区域和凹痕深度也随之增大,最大塑性应变由外壁内侧转移到外壁与加劲肋的连接处, 呈现出外壁损伤和加劲肋损伤两种损伤模式。提出的冲击力峰值计算方法和管道塑性损伤规律可以为施工过程中轴向中空壁管在落石冲击和机械撞击作用下的安全评价提供理论依据。     

基于落石棚洞冲击试验的落石冲击力研究

基于落石棚洞冲击试验,考虑不同落石重量、高度和冲击角度对落石冲击力的影响,分析了落石冲击力在这三个因素影响下的变化规律,发现落石高度与棚洞顶板倾角共同变化时,随着落石高度的增加和棚洞顶板倾角的减小落石冲击力增大,增大幅度达80.02%;落石高度与重量共同变化时,当落石重量较小,落石冲击力随着落石高度增加后的变化幅度较小,反之较大,最大值较最小值的增大幅度达182.10%;棚洞顶板倾角和落石重量共同变化时,落石重量比棚洞顶板倾角对落石冲击力的影响大,增大幅度达48.99%。然后基于正交试验分析发现落石重量是影响落石冲击力最重要的因素,其次为落石高度,最后为棚洞顶板倾角。最后通过回归分析获得了棚洞落石冲击力计算公式,并通过方差分析证明了棚洞落石冲击力计算公式与各因素间的回归关系高度显著,因此该公式可用于落石棚洞设计时冲击力的计算。     

一种新型废旧轮胎组合拦石结构的试验研究

提出了一种由废旧轮胎组成的拦石结构,该结构用钢丝绳将废旧轮胎进行合理的绑扎,使轮胎与轮胎之间紧密连接,然后将该结构绑扎在用废旧钢轨或钢筋混凝土制作而成的柱子上面.当拦石结构受到落石冲击时,利用废旧轮胎的弹塑性变形吸收冲击能量.为了考察这种由废旧轮胎组成的拦石结构的防护效果,设计了试验模型,采用20 kg的砝码模拟落石,...     

梳妆台危岩体稳定性评价及落石运动特征研究

武当山梳妆台危岩体对下方游客通道安全性构成严重威胁。结合武当山梳妆台危岩体稳定性影响因素,分析其可能的破坏模式,并采用极限平衡法与3DEC数值模拟对危岩体稳定性进行了评价;同时,使用RocFall软件模拟了危岩体崩塌后可能的落石运动路径,得到崩塌体到达游客通道时的冲击动能、弹跳高度、运动速度等特征参数,并探讨了不同破坏模式对落石运动特征的影响。结果表明：梳妆台危岩体破坏模式主要为随机块体崩落和岩体后缘裂隙发育下的“拉裂-倾倒”式破坏;在天然工况下危岩体处于稳定状态,暴雨工况下危岩体处于欠稳定状态,地震工况下危岩体会发生失稳破坏;危岩体不同破坏模式对落石运动特征的影响主要体现在坡脚平台运动阶段,且落石初始角速度会显著影响落石在坡脚平台处的弹跳高度。     

藏南聂拉木镇地质灾害和河岸工程病害调查分析∗

聂拉木镇位于藏南高山峡谷区,是喜马拉雅山脉生态屏障的重要组成部分,也是我国与尼泊尔交界的边陲重镇,生态和国防地位重要,地震地质灾害频发。通过现场调查,得到了聂拉木镇区及其周边的滑坡、危岩落石、泥石流等地质灾害,以及河岸工程病害的分布特征,并结合地形地貌、地质构造、气候和冰川冻土条件分析了灾害成因。 结果表明：聂拉木镇及其周边共发现地质灾害和工程病害点 39 处,其中滑坡 8 处、危岩落石 21 处、泥石流冲沟 2 处、 河岸坍塌 8 处;滑坡均为堆积层浅层滑塌,危岩落石以节理裂隙切割型岩质崩塌和冻拔石失稳为主,泥石流为降雨诱导型和冰川溃决型,河岸工程病害主要为急流和冰凌冲击型破坏;区内强烈的构造运动、显著的季节性冻融作用和季节强降雨冲刷为灾害主要诱因。聂拉木镇区内地质灾害和河岸工程病害发育具有点小、面广、高风险的特点, 建议系统开展镇区灾害风险评估、及时开展分级治理和制定灾害应急预案。     

商南消防救援金丝峡被困游客

7月21日11时34分,有网友在微博发贴求救,称亲人在金丝大峡谷景区遭遇山体落石,有人受伤被困。此条微博立即被多方转发,商洛消防支队和商南县消防大队获悉后,立即派出救援力量。13时05分,商南县消防中队12名官兵赶到金丝峡景区。据景区工作人员介绍,被山上落石砸伤的受伤者有十余人,其中1人头部重伤,伤者已经全部被转移出景区并陆续送往医院。但     

露天矿高陡边坡落石防护墙设计研究

将落石灾害防治研究引入到露天矿高陡边坡,结合河南省洛钼集团矿山公司某边坡落石问题进行模拟研究:首先采用动力学方法分析了落石运动轨迹的影响因素和运动方程,指明了落石防护设计的依据;然后采用数值模拟方法选取50块落石进行随机测试,重点考察落石的落点分布范围、弹跳高度和总动能等要素,以此为基础并结合边坡实际条件,设计了三道防护墙拦截落石的方案;最后确定了各道防护墙的位置、高度以及最小抗冲击强度.研究结果表明,该方案对落石的拦截率达到100%,对露天矿高陡边坡落石灾害的有效防治具有重要意义.     

落石灾害危险性概率评价方法

落石灾害危险性应从灾害发生可能性与灾害致灾严重性进行评价,并以落石致灾概率表征致灾可能性,以人员损失和经济损失表征致灾严重性;以落石崩落、落石运动至威胁区域的可能性研究成果为基础,通过分析致灾过程,将落石致灾概率分为危岩崩落概率、落石到达威胁区域概率、落石击中承灾体概率三部分,分别进行概率评价,并提出了量化算法;借鉴大坝、滑坡相关研究结果,结合落石灾害自身的特点,分析了承灾体的易损性,设定落石灾害可接受风险水平,提出了落石灾害经济及生命可接受风险建议值;应用本概率评价方法于重庆万州菜地沟危岩段,能够量化判定落石致灾危险程度,在工程应用中可有效评估落石灾害,并为后期危岩防治提供了决策基础。