[发明专利]一种高陡岩质边坡高位崩塌多级消能系统的防治方法

权利要求书

1.一种高陡岩质边坡高位崩塌多级消能系统，其特征在于：包括一级消能模块、二级消能模块及三级消能模块，所述一级消能模块是用于对高陡岩质边坡高位崩塌的落石进行初级消能，采用设计缓冲层方法，所述二级消能模块用于对高陡岩质边坡高位崩塌的落石进行中级消能，采用控制崩塌落石运动轨迹，降低落石动能，所述三级消能模块用于对高陡岩质边坡高位崩塌的落石进行终级消能，采用建设拦石墙对高位崩塌落石进行最后的消能处理。

2.一种高陡岩质边坡高位崩塌多级消能系统，其特征在于：多级消能处理方法包括有建设石笼加筋挡土墙和缓冲层组成消能结构的缓冲层、利用乔木林进一步拦截消散崩塌落石能量及用钢构格栅和拦石墙进行拦挡；

具体包括下列步骤

S1、首先勘察山体现象，采集崩塌体地形地貌、崩塌体范围以及大小、破坏模式、变形破坏历史数据；

S2、利用计算机机器学习技术，分析采集数据，构建崩塌落石的轨迹方程；

S3、然后根据轨迹方程进行运算，依据物体运动的能量守恒，进行撞击换算能量损失；

S4、最后根据计算机运算结果，采取方案方法对崩塌落石进行逐级消能处理。

3.根据权利要求1—2任一所述的一种高陡岩质边坡高位崩塌多级消能系统的防治方法，其特征在于：通过现场调查，分析崩塌体地形地貌、崩塌体范围以及大小、破坏模式、变形破坏历史，可以了解落石在空间运动时的任何位置，以此确定消能构筑物的合理位置和尺寸，所述消能构筑物是对于在高陡岩质边坡高位崩塌体冲力作用下防止或减轻破坏的工程建设，目的是为了消耗高位崩塌体的能量，确定消能构筑物的合理位置和尺寸是通过计算出高位崩塌体运动轨迹进行消能建设，所述运动轨迹一般采用运动学原理，根据高位崩塌体轨迹，带入方程计算，如

坠地瞬时的速度v(i+1)x和v(i+1),

式中v_ix、v_(i+1)x以及v_iy、v_(i+1)y表示崩塌体X、Y离开母岩初始速度、坠地瞬时的速度；x_i、x_i+1以及y_i、y_i+1表示崩塌体X、Y离开母岩初始位移、坠地瞬时的位移；H—石块坠落高度(m)；g—重力加速度(m/s2)；α—山坡坡度角(度)；K—石块沿山坡运动受一切有关因素综合影响的阻力特性系数。

4.根据权利要求3所述的一种高陡岩质边坡高位崩塌多级消能系统的防治方法，其特征在于：所述崩塌体的轨迹通过方程运算，利用能量守恒定律，崩塌体在碰撞过程中，产生的能量系统所具有的最大变形能等于相对动能的损失，所述最大变形能在外力作用下因变形而储存的能量称为变性能，在崩塌体运动过程中，收到撞击的外力产生变形而贮存的能量值，基于冲击形迹建立能量，建立如下公式

式中U_i表示崩塌体碰撞前能量；W_e表示缓冲层吸收的能量；C_u表示缓冲层的均匀压缩系数，A表示碰撞接触面积；Z_s为陷入缓冲层深度；P_max表示最大冲击力；v_ei表示碰撞后崩塌体速度；Z_s为缓冲层陷入最大深度；H_max表示弹跳高度。