(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211172401.6 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 中冶成都勘察研究总院有限公司 地址 610000 四川省成 都市锦江区工业总 部基地三色路199号 申请人 西南交通大 学 (72)发明人 陈龙飞　邓安　程谦恭　高晓峰　 徐建骁　 (74)专利代理 机构 成都慕川专利代理事务所 (普通合伙) 51278 专利代理师 李小金 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消 能方法 (57)摘要 本发明属于落石防护处理技术领域， 公开了 一种高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方 法， 为了解决现有的防护系统对于高陡危岩、 大 型崩塌岩土体防护效果差、 成本高的问题。 本发 明依据已知的资料信息进行设计和计算， 通过合 理的设置消能区(即至少一级缓冲区)、 缓冲区和 拦挡区对崩塌体逐步进行消能处理， 从而有效控 制高陡危岩以及大型崩塌岩土体。 并且， 本发明 的消能结构所使用的材料都可以就地取材、 施工 方便便捷、 无需大型工程施工设备， 就解决了高 陡危岩、 大型崩塌岩土体的灾害防治措施， 为高 陡危岩、 大型崩塌岩土体的防治提供了科学、 有 效、 安全的防治措施， 推动高陡危岩、 大型崩塌岩 土体灾害防治的标准化， 并且具有施工成本低、 施工周期短的特点。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115470560 A 2022.12.13 CN 115470560 A 1.一种高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法， 用于对高陡危岩及大型崩塌岩土 体进行防护消能， 其特 征在于， 包括消能系统， 基于该消能系统的消能方法包括： (1)基于现场调查、 查勘等资料， 获取到高陡危岩及大型崩塌岩土体的资料信息， 所述 资料信息包括但不限于崩塌体的崩塌高度H、 崩塌体土方量、 崩塌体最大砾径D、 最大砾径的 重量G、 崩塌体脱离母体时的初速度vi、 崩塌体范围、 山坡坡度角α、 岩体下落的阻力特性系 数K； (2)依据如下公式计算出崩塌体的下落时间 □t： 其中， viy为vi的垂直分量， vix为vi的水平分量； (3)依据如下两个公式获取到崩塌体第一次落地速度v(i+1)、 v(i+1)x、 v(i+1)y、 xi+1、 yi+1， 其 中， v(i+1)x为第一次落地速度v(i+1)的垂直分量， v(i+1)x为第一次落地速度v(i+1)的水平分量， xi+1为崩塌体第一次落 地的水平位移， yi+1为崩塌体第一次落 地的垂直 位移； 其中xi为崩塌体距离山坡 坡顶的水平 距离， yi的值为0； (4)依据如下公式获得崩塌体第一次落 地前的瞬时动能： (5)利用如下两个公式计算获得最大砾径的崩塌体第 一次落地 时与消能系统 的消能结 构的缓冲层接触并陷入缓冲层的深度Z， 其中消能结构包括缓冲层， 所述缓冲层 包括细砂层 和位于细砂层下方的泡沫板， 所述泡沫板的厚度与细砂层的厚度之比为 1:2， 并依据泡沫板 和细砂的材质确定缓冲层的单位 容重r、 缓冲层的内摩擦角 和缓冲层的均匀压缩系数cu： (6)利用如下公式计算崩塌体第一次落 地时消能结构的缓冲层吸 收的能量 We： (7)利用两个公式获得最大砾径的崩塌体与第 一级消能结构的缓冲层碰撞后弹起的速 度vei；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470560 A 2其中， 其中Pmax为最大砾径的崩塌体第一次落地时的最大冲击力， m为最大砾径的质 量； (8)依据步骤(7)获得的最大砾径的崩塌体与第一级消能结构的缓冲层碰撞后弹起的 速度vei计算得到最大砾径的崩塌体与第一级消能结构的缓冲层碰撞后的弹跳高度Hmax， 若Hmax≤1.0m， 则说明在崩塌体的第一次落地的地方设置的第一级消能结构的缓冲层满足 要求； 若Hmax＞1.0m， 则需要增加消能结构的级数， 直至Hmax不大于1.0m； 在需要增加消能 结构的级数时， 按照上述 2.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法， 其特征在于， 若 步骤(5)中计算出来的最大砾径的崩塌体第一次落地时与消能结构的缓冲层接触并陷入缓 冲层的深度Z的值大于1.5m， 则缓冲层的厚度按照1.5m设计， 此时的Z＝Zs＝1.5m， 并且增设 多级消能结构。 3.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法， 其特征在于， 若 步骤(5)中计算出来的最大砾径的崩塌体第一次落地时与消能结构的缓冲层接触并陷入缓 冲层的深度Z的值大于1.5m， 则缓冲层的厚度按照1.5m设计， 此时的Z＝ 1.5m， 并且增设多级 消能结构； 并且步骤(6)中的Z值取1.5m， 并且步骤(7)中计算vei的公式中的Z值取1.5m。 4.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法， 其特征在于， 所 述消能结构还包括设置在山坡上 的石笼挡土墙， 石笼挡土墙内间隔设置有竖向插筋， 竖向 插筋与石笼挡土墙相互连接， 所述缓冲层置于山坡与石笼挡土墙之间的上层， 所述缓冲层 下方的山坡上沿着山坡的高度方向间隔设置有多层钢塑格栅， 缓冲层下方的山坡内还间隔 设置有锚杆， 所述钢塑格栅与锚杆相互交错布置； 所述锚杆的一端插入到山坡内， 所述锚杆 的另一端与石笼挡土墙连接 。 5.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法， 其特征在于， 位 于消能结构下方 的山坡坡面上利用坡面上的树木或者通过植入小直径钢管桩来作为缓冲 区。 6.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法， 其特征在于， 所 述山坡的坡底设置有落石槽， 所述落石槽远离山坡的一侧设置有被动防护网从而 形成拦挡 区。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470560 A 3