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原文传递一种用于泥石流柔性防护系统分段拦截的设计方法

专利名称：	一种用于泥石流柔性防护系统分段拦截的设计方法
摘要：	本发明提供一种用于泥石流柔性防护系统分段拦截的设计方法，包括：根据水文调查资料，明确行人可上区域泥石流沟槽的尺寸及水文地质信息；根据水文调查资料确定泥石流柔性防护系统的分段拦截数量；分别确定泥石流的冲击作用F_d、堆积体重力在拦截单元上的分量F_g以及堆积体重力在沟槽法线分量产生的摩阻力F_f，合力即为作用于泥石流柔性防护系统的荷载F；建立有限元模型，将荷载F平均分配到网片节点上，计算得到系统中各部件的内力、变形及位移；提取网片、支撑绳等各部件的峰值内力，进行强度验算；进行型钢与上下支撑绳连接、钢丝绳与锚杆之间连接等的构造设计。本申请可用于泥石流柔性防护系统的分段拦截。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南交通大学
发明人：	赵雷;余志祥;许浒;齐欣;赵世春
专利状态：	有效
申请号：	CN201811095049.4
公开号：	CN109183705A
代理机构：	武汉兮悦知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42246
代理人：	杨珍知
分类号：	E02B1/00(2006.01)I;E;E02;E02B;E02B1
申请人地址：	610000 四川省成都市二环路北一段西南交通大学
主权项：	1.一种用于泥石流柔性防护系统分段拦截的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：根据水文调查资料，明确行人可上区域泥石流沟槽的长度L、断面尺寸、石块拦截的目标方量V、石块粒径d、沟槽坡角α及泥石流平均断面压力P；所述截面尺寸包括底宽a、顶宽b、高度h；步骤二：确定泥石流柔性防护系统的分段拦截数量；根据步骤一中泥石流沟的断面尺寸，计算泥石流柔性防护系统的拦截面积S：设定相邻泥石流柔性防护系统之间的间距为l，假定相邻泥石流柔性防护系统之间的沟槽全部填满，则单道拦截单元的最大拦截量V0；V0＝S×l考虑安全系数k，则单道拦截单元的有效拦截方量V1：V1＝V0×k安全系数k建议取值为0.8；拦截单元的数量n：当n×l小于行人可上区域泥石流沟槽的长度L时，执行步骤三；否则，调整l并重新执行步骤二；步骤三：确定作用于泥石流柔性防护系统的荷载FF主要由泥石流的冲击作用Fd、堆积体重力在拦截单元上的分量Fg以及堆积体重力在沟槽法线分量产生的摩阻力Ff组成，偏保守考虑，忽略拦截后堆积体的孔隙率；冲击作用Fd：Fd＝S×P堆积体重力在拦截单元上的分量Fg：Fg＝V0×λ×sinα式中：λ：石块重度摩擦阻力Ff：Ff＝V0×λ×cosα×μ式中：μ：摩擦系数拦截单元所受到的合力F：F＝Fd+Fg‑Ff步骤四：建立计算模型并进行受力分析根据步骤二中泥石流柔性防护系统的尺寸建立每道拦截网的有限元模型，其中网片(3)由网环构成，网环采用梁单元进行模拟，每个网环被均分为若干个单元，单元之间通过节点相连，网环与网环间采用套结方式，保证其相互间的接触、滑移；网环与加强绳(2)、上支撑绳(4)、侧支撑绳(5)、下支撑绳(6)、中辅绳(7)之间采用引导滑移边界进行模拟，保证网环受力时可沿绳滑移，将步骤三中得到的合力F在一定时间内平均分配到网片的节点上，得到结构中各部件的内力、变形及位移的时程变化，并确定其峰值；步骤五：进行泥石流柔性防护系统的内力验算提取各部件的峰值内力，进行加强绳(2)、上支撑绳(4)、侧支撑绳(5)、下支撑绳(6)、中辅绳(7)、网片(3)强度验算；当构件强度不能满足承载力要求时，可结合实际调整泥石流柔性防护系统的配置或调整步骤二中相邻泥石流柔性防护系统之间的间距l，必要时可考虑设置效能器(8)；步骤六：进行泥石流柔性防护系统的构造设计。
所属类别：	发明专利