中國(guó)西部山區(qū)崩塌石英災(zāi)害形成條件與形成力學(xué)機(jī)理研究

中國(guó)西部山區(qū)崩塌石英災(zāi)害形成條件與形成力學(xué)機(jī)理研究

崩塌和崩塌是世界上高山峽谷中常見(jiàn)的自然災(zāi)害。這是地質(zhì)和社會(huì)的一種突然而強(qiáng)烈的現(xiàn)象。斜坡上的不穩(wěn)定巖土體在重力、地震、降雨或其他外力作用下,突然向下崩落,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中翻滾、跳躍、相互撞擊、崩解,最后堆積于斜坡坡腳,并通過(guò)沖擊、掩埋等方式對(duì)斜坡下方的公路、鐵路、防護(hù)建筑等構(gòu)造物構(gòu)成嚴(yán)重威脅。崩塌形成的滾石粒徑大小從幾厘米到幾米,甚至十幾米,有的滾石質(zhì)量高達(dá)幾百噸,沖擊速度高達(dá)幾十米每秒,具有非常強(qiáng)大的沖擊破壞能力。崩塌滾石災(zāi)害在我國(guó)還具有分布范圍極廣,發(fā)生突然、頻率高,防不勝防的特點(diǎn),已成為繼滑坡、泥石流災(zāi)害之后的又一重大山地地質(zhì)災(zāi)害。近年來(lái),我國(guó)崩塌滾石災(zāi)害頻發(fā),造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,已逐漸引起人們的高度重視。2007年5月25日,一輛中型客車從石棉縣開(kāi)往漢源縣的途中,在國(guó)道108線石棉段被山上的滾石擊中車體,隨后滑下近10m高的斜坡,造成9人死亡、14人受傷的重大安全事故。2007年11月20日,宜萬(wàn)鐵路高陽(yáng)寨隧道發(fā)生巖崩,巨大的滾石將一輛從上海返回湖北利川的客車填埋,造成31人死亡的特大事故。特別是2008年“5·12”汶川特大地震誘發(fā)大規(guī)模的崩塌滾石災(zāi)害,造成重大人員傷亡和基礎(chǔ)設(shè)施破壞(圖1~4)。比如:位于地震極重災(zāi)區(qū)的北川中學(xué)由于后山發(fā)生大規(guī)模崩塌災(zāi)害,造成近1500師生死亡的教訓(xùn)(圖4);2009年7月25日都汶公路徹底關(guān)大橋橋墩被滾石砸斷,致6人死亡并造成都汶公路中斷(圖5)。2012年9月7日,彝良地震誘發(fā)大量的滾石災(zāi)害,在已公布的81名遇難者中,被山上飛落而下的滾石砸中的遇難者占80%。2013年4月20日,蘆山地震中的崩塌滾石災(zāi)害也是地震誘發(fā)的主要次生山地災(zāi)害類型(圖6)。國(guó)內(nèi)外對(duì)于崩塌滾石災(zāi)害的防治方法可分為兩大類:主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)。主動(dòng)防護(hù)可分為加固法、清除法和繞避法。其中加固法包括危巖錨固、坡面固網(wǎng)、錨噴、支撐、嵌補(bǔ)、排水等;清除法包括清除個(gè)別危巖、削坡等;繞避法線路改道、修建隧道、搬遷建筑等。被動(dòng)防護(hù)可分為攔截法、疏導(dǎo)法、警示與監(jiān)測(cè)法。攔截法包括落石平臺(tái)、落石槽、攔石網(wǎng)、擋石墻、攔石堤、攔石柵欄、明洞或防滾石棚等;疏導(dǎo)法包括疏導(dǎo)溝、疏導(dǎo)槽等;警示與監(jiān)測(cè)法包括巡視、警告牌、滾石運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、電棚欄、雷達(dá)和激光監(jiān)測(cè)等。近年來(lái),瑞士布魯克公司研發(fā)的柔性防護(hù)網(wǎng)為崩塌滾石的防治提供了一種簡(jiǎn)單有效的防治方法。柔性防護(hù)網(wǎng)對(duì)于表面巖石破碎、坡面無(wú)茂密的樹(shù)林和灌木的邊坡效果較好,它可以采用被動(dòng)防護(hù)的方式攔截危巖、緩沖消耗掉危巖向下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能,也可以采用主動(dòng)防護(hù)的方式,直接對(duì)危巖進(jìn)行“捆綁式”的約束。最為典型的是WICCO型、ROCCO型以及GBE型三種防護(hù)網(wǎng)技術(shù),這三種技術(shù)針對(duì)不同的落石災(zāi)害發(fā)揮著獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì),大大降低了各種落石災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。崩塌滾石災(zāi)害具有超強(qiáng)的動(dòng)力特性,對(duì)沿程構(gòu)筑物造成巨大的沖擊破壞。滾石一旦啟動(dòng)后,其在坡面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是減災(zāi)防治必須關(guān)注的重點(diǎn)。Spadari等(2012)在澳大利亞新南威爾士開(kāi)展了滾石的原位坡面試驗(yàn);何思明等研究了滾石坡面沖擊回彈特性,建立了滾石法向恢復(fù)系數(shù)、切向恢復(fù)系數(shù)的計(jì)算方法以及滾石坡面運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)方法;此外,美國(guó)科羅拉多大學(xué)還開(kāi)發(fā)了ROCKFALL軟件用于預(yù)測(cè)滾石坡面運(yùn)動(dòng)軌跡。研究崩塌滾石災(zāi)害與承災(zāi)體之間的動(dòng)力相互作用,揭示崩塌滾石災(zāi)害對(duì)承災(zāi)體的沖擊破壞機(jī)理,是研究崩塌滾石災(zāi)害易損性和工程結(jié)構(gòu)防沖擊優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。由于崩塌滾石災(zāi)害對(duì)承災(zāi)體的沖擊破壞涉及復(fù)雜的動(dòng)力作用和能量轉(zhuǎn)化,國(guó)內(nèi)外對(duì)此的研究工作還比較少,而且類似工作的重點(diǎn)都放在雪崩與防護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力相互作用方面。例如:Teufelsbauer等采用室內(nèi)水槽模型試驗(yàn)和離散元方法研究了雪崩與防護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力相互作用;Thibert在法國(guó)阿爾卑斯山區(qū)開(kāi)展了雪崩對(duì)防護(hù)結(jié)構(gòu)的原型沖擊試驗(yàn)研究。Salciarini、Li和He采用離散元(DEM)方法研究了土擋結(jié)構(gòu)防御崩塌體的有效性,其中崩塌體采用不同粒徑的圓盤組合體代替,顆粒之間的相互作用采用摩擦-接觸模型模擬,揭示了崩塌體、坡面以及土擋結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)及其強(qiáng)度參數(shù)對(duì)崩塌體動(dòng)力過(guò)程及其防治效果的定量影響。Plassiard等采用PFC方法研究了土擋的優(yōu)化設(shè)計(jì);Kishi、何思明、王東坡、Delhomme、Mougin采用彈塑性接觸理論、動(dòng)力有限元方法和試驗(yàn)方法等研究了滾石對(duì)棚洞結(jié)構(gòu)、橋墩、路面等結(jié)構(gòu)的沖擊破壞。隨著全球氣候變暖,地震活動(dòng)漸強(qiáng),人類工程活動(dòng)加劇,我國(guó)滾石災(zāi)害的活動(dòng)性、發(fā)生頻率與規(guī)模都將大幅上升,未來(lái)我國(guó)滾石災(zāi)害減災(zāi)形勢(shì)將異常嚴(yán)峻。然而,目前我國(guó)滾石災(zāi)害研究基礎(chǔ)還比較薄弱,減災(zāi)防災(zāi)能力還難以滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和公共安全的需要。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)缺乏危巖失穩(wěn)的宏細(xì)觀判據(jù)。難以對(duì)潛在的滾石災(zāi)害做出預(yù)判,應(yīng)從宏細(xì)觀尺度上研究靜、動(dòng)荷載作用下巖體裂隙從行核—擴(kuò)展—貫通到失穩(wěn)破壞的動(dòng)力演化機(jī)理,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建危巖失穩(wěn)的宏細(xì)觀準(zhǔn)則是滾石災(zāi)害研究所急需解決的重大科學(xué)問(wèn)題。(2)滾石災(zāi)害與承災(zāi)體的動(dòng)力相互作用及其易損性評(píng)價(jià)的研究亟待突破。分布于滾石災(zāi)害多發(fā)區(qū)的各種構(gòu)筑物(房屋建筑、交通工程、水電工程、輸油氣管線等)與滾石災(zāi)害防護(hù)工程常常遭受滾石的高速?zèng)_擊,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷和破壞。由于其相互作用涉及復(fù)雜的彈塑性變形、斷裂與損傷、短歷時(shí)的能量轉(zhuǎn)化等,現(xiàn)階段相關(guān)的研究成果還很有限,難以滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)的迫切需求。(3)滾石災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可靠性需要進(jìn)一步提升。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是保障山區(qū)重大工程和社會(huì)公共安全的重要手段,而傳統(tǒng)的山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估一般基于經(jīng)驗(yàn)性的判斷或概率統(tǒng)計(jì)模型方法,可靠性較低。目前國(guó)際前沿是基于物理模型的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究,開(kāi)展基于滾石災(zāi)害動(dòng)力過(guò)程的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究是滾石災(zāi)害減災(zāi)的關(guān)鍵性突破點(diǎn)。因此,科學(xué)地認(rèn)識(shí)滾石災(zāi)害的形成演化規(guī)律,發(fā)展有效的減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù),是我們面臨的一個(gè)重大課題。1崩塌和傾斜災(zāi)害的形成崩塌滾石災(zāi)害的形成要具備斜坡地形地貌、地層巖性與結(jié)構(gòu)面三方面的條件,誘發(fā)因素包括地震、降雨與人類活動(dòng)等等。(1)陡崖、山咀、陡崖和最佳微地貌崩塌滾石災(zāi)害多發(fā)生在45°以上的急陡坡和陡崖上。據(jù)大范圍的調(diào)查統(tǒng)計(jì),崩塌滾石發(fā)生的最佳地形坡度是55°~70°,70°以上的陡崖則是滾石(墜落)發(fā)生的最佳坡形。陡坡上突出的陡崖和山脊上凸出的山咀(又稱探頭崖)是崩塌和滾石發(fā)生的最佳微地貌形態(tài)。滾石則是坡面的單塊近球狀形態(tài)的塊石沿坡面向下的滾動(dòng)現(xiàn)象。發(fā)生的地形坡度在40°以上。當(dāng)陡坡面上的孤立近球狀巖塊,在地震和長(zhǎng)期降雨作用下,巖塊的自重下滑分力大于巖塊與坡面巖土的摩擦力時(shí),巖塊便立即滑移啟動(dòng),導(dǎo)致滾動(dòng)。(2)巖石學(xué)和礦物學(xué)軟巖類巖、土(黏性土)是滑坡形成的主要物質(zhì),而較堅(jiān)硬的脆性巖是崩塌、滾石形成的主要物質(zhì)。如砂巖、石灰?guī)r、花崗巖、玄武巖、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、板巖等。這些巖體巖性較堅(jiān)硬,抗風(fēng)化能力較強(qiáng),易形成陡崖、山咀,但性脆,在重力和振動(dòng)作用下,陡崖邊、山咀上易發(fā)生沿節(jié)理裂隙的張裂和巖體卸荷碎裂。這為崩塌滾石災(zāi)害的發(fā)生提供了條件。(3)組滑移后的擦痕情況控制滑坡形成邊界(滑動(dòng)面)的結(jié)構(gòu)面(優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面)一般有2~3組,滑坡啟動(dòng)滑移后在結(jié)構(gòu)面上留下擦痕;而崩塌的形成不具備這個(gè)特征,崩塌滾石災(zāi)害的形成只需兩組陡傾節(jié)理,構(gòu)成“X”型,再加上一組近水平的緩傾節(jié)理,即可使崩塌巖體與母巖脫離形成崩塌滾石災(zāi)害。(4)震上下振動(dòng)時(shí)地震對(duì)崩塌滾石災(zāi)害形成的作用表現(xiàn)在地震上下振動(dòng)時(shí),將可能發(fā)生崩塌的巖體振松;左右劇烈晃動(dòng)時(shí),將可能崩塌的巖體折斷,并向臨空方向推舉、拋出。(5)坡腳沖刷作用水對(duì)崩塌滾石災(zāi)害形成的作用主要體現(xiàn)在地表水、河水對(duì)坡腳的沖刷作用,使坡腳懸空產(chǎn)生崩塌;水滲入可能崩塌體的裂縫中,產(chǎn)生較大的水劈和冰劈作用(冬天裂縫中的水產(chǎn)生凍結(jié),體積增大,使巖體裂縫增大加深)。(6)破壞巖體的穩(wěn)定性人類工程活動(dòng)也是崩塌滾石災(zāi)害形成的主要誘發(fā)因素,如工程施工擾動(dòng)下,巖體中原有的平衡狀態(tài)被打破,引起巖體內(nèi)的應(yīng)力重分布,促使巖體內(nèi)裂隙不斷累積和發(fā)展,進(jìn)而產(chǎn)生宏觀斷裂,導(dǎo)致巖體發(fā)生破壞失穩(wěn),最終形成崩塌滾石災(zāi)害。2裂隙巖體應(yīng)力上節(jié)所述,強(qiáng)烈地震、暴雨以及人類工程開(kāi)挖是誘發(fā)危巖崩塌的主要誘發(fā)因素,在外界作用擾動(dòng)下,裂隙巖體應(yīng)力發(fā)生重分布,導(dǎo)致巖體裂隙擴(kuò)展—貫通進(jìn)而引發(fā)崩塌滾石災(zāi)害的發(fā)生。何思明等(2012)、吳永等(2011)、張正波等(2013)從斷裂力學(xué)的角度研究了不同類型擾動(dòng)荷載下崩塌滾石災(zāi)害形成的機(jī)理。2.1地震波入射方向與裂縫的正演計(jì)算拉剪復(fù)合型破壞是地震誘發(fā)巖體裂縫擴(kuò)展的主要形式,應(yīng)用斷裂力學(xué)理論可以確定危巖體裂隙失穩(wěn)的判據(jù):式中:ay為導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展的臨界地震加速度,下標(biāo)“y”表示“yield”;KIC為巖體應(yīng)力強(qiáng)度因子;b是地震波入射方向與裂縫的夾角;m是對(duì)應(yīng)裂縫段寬度的巖體質(zhì)量;j為斷裂角,即裂紋擴(kuò)展方向與裂縫的夾角;x為幾何尺度系數(shù)。如圖7所示,震區(qū)的巖體隨時(shí)程的變化而不斷處于拉剪和壓剪破壞之中,但總體破壞門檻較低的拉剪破壞仍是各類巖體失穩(wěn)的主因之一。不同位置邊坡在拉剪破壞中裂縫的擴(kuò)展方向不同,迎坡面的拉剪裂縫一般易向內(nèi)部擴(kuò)展,不易形成崩塌滾石,背坡面則向外擴(kuò)展有臨空面存在,很容易形成崩塌滾石災(zāi)害,這也從理論上解釋了崩塌災(zāi)害發(fā)生的方向性效應(yīng)。2.2裂隙擴(kuò)展臨界深度危巖裂縫擴(kuò)張到一定深度后,降雨充填到裂隙內(nèi)可能導(dǎo)致裂縫失穩(wěn)擴(kuò)張(圖8),采用斷裂力學(xué)理論確定了引發(fā)危巖裂隙擴(kuò)展的臨界深度計(jì)算公式:式中:hy為降雨引發(fā)裂縫擴(kuò)展的裂縫臨界深度,下標(biāo)“y”也即“yield”;KIC為巖體應(yīng)力強(qiáng)度因子;gw為水的重度。然而,并非所有裂隙危巖在裂縫水壓作用下都會(huì)擴(kuò)展,只有裂縫深度達(dá)到臨界深度時(shí),裂縫充填的降水才能提供足夠的動(dòng)力促使裂縫擴(kuò)展,并與下伏的軟弱夾層貫通,最終形成崩塌滾石災(zāi)害(圖9)。2.3巖體開(kāi)挖卸荷作用機(jī)理巖體開(kāi)挖卸荷作用導(dǎo)致巖體應(yīng)力重分布(圖10),使得處于壓剪狀態(tài)的巖體內(nèi)部原生裂隙失穩(wěn)擴(kuò)展,發(fā)生卸荷損傷(圖11)。以巖體斷裂力學(xué)為基礎(chǔ),考慮巖體開(kāi)挖卸荷作用的三種模式:1圍壓卸荷作用;2大主應(yīng)力與圍壓同時(shí)卸荷作用;3主應(yīng)力方向旋轉(zhuǎn)卸荷作用。采用巖體壓–剪斷裂理論研究這三種卸荷模式下巖體裂隙擴(kuò)展的條件,得出巖體裂隙開(kāi)挖卸荷擴(kuò)展的機(jī)理。研究結(jié)果表明:處于穩(wěn)定狀態(tài)的巖體裂隙,在開(kāi)挖卸荷作用下,可能導(dǎo)致裂隙失穩(wěn)擴(kuò)展,進(jìn)而引發(fā)巖體開(kāi)挖卸荷損傷。開(kāi)挖卸荷作用引發(fā)巖體裂隙的擴(kuò)展、融合是導(dǎo)致巖體失穩(wěn)破壞的關(guān)鍵。3崩塌和泥石流災(zāi)害防治的核心技術(shù)3.1能耗減震器式棚洞結(jié)構(gòu)棚洞結(jié)構(gòu)是最為有效的滾石災(zāi)害防護(hù)工程措施之一。傳統(tǒng)棚洞在棚洞頂板覆蓋一定厚度的砂礫石墊層來(lái)有效吸收滾石的沖擊能量,減輕滾石沖擊荷載對(duì)防護(hù)結(jié)構(gòu)的沖擊。然而,墊層過(guò)厚使得棚洞結(jié)構(gòu)自重大,導(dǎo)致建設(shè)成本過(guò)高,從而制約其推廣應(yīng)用。為此,提出一種基于耗能減震技術(shù)的新型滾石棚洞結(jié)構(gòu),通過(guò)在棚洞支座處增設(shè)耗能減震器(SDR)替代砂石墊層吸收滾石的沖擊能量,改變棚洞結(jié)構(gòu)體系的剛度,以便最大限度地達(dá)到耗能減震、降低結(jié)構(gòu)自重的目的。同時(shí),構(gòu)建非線性質(zhì)量彈簧體系模型來(lái)模擬滾石沖擊荷載下棚洞結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),利用能量法分析了新型耗能減震棚洞的防滾石抗沖擊機(jī)理,為新型耗能減震滾石棚洞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)(圖12和圖13)。3.2動(dòng)力學(xué)分析原理在鋼絞線動(dòng)力沖擊控制方程中的應(yīng)用棚洞墊層可起到有效耗能緩沖作用。通過(guò)在棚洞頂板上鋪設(shè)EPS+土層復(fù)合墊層結(jié)構(gòu),從而更大程度上耗散滾石沖擊的能量。進(jìn)一步研究其耗能減震機(jī)理可引入靜力壓痕試驗(yàn),得到接觸力與壓痕在加載與卸載時(shí)的真實(shí)關(guān)系曲線;通過(guò)對(duì)真實(shí)曲線進(jìn)行數(shù)值擬合,反演接觸力與壓痕所滿足的關(guān)系式;將關(guān)系式帶入到Olsson動(dòng)力沖擊控制方程中,通過(guò)數(shù)值軟件Matlab對(duì)微分方程進(jìn)行求解,最終得到棚洞頂板受到滾石沖擊時(shí)的EPS墊層材料厚度、密度在滾石沖擊過(guò)程中動(dòng)力響應(yīng)的理論解(圖14)。同時(shí),研發(fā)了土工格柵+EPS復(fù)合耗能墊層結(jié)構(gòu)(圖15)。與傳統(tǒng)墊層相比,新型墊層結(jié)構(gòu)可降低50%以上的滾石沖擊力,并通過(guò)土工格柵的墊層效應(yīng)降低施加在棚洞板上的集中荷載,從而降低棚洞板的厚度和配筋率,減小工程投資。4災(zāi)后重建工程所取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益近年來(lái),我們?cè)诒浪鷿L石災(zāi)害研究方面取得的系列成果,引起了公路、鐵路、水電、國(guó)土等部門的廣泛興趣,并已成功應(yīng)用于汶川地震、蘆山地震的災(zāi)后重建工程中,發(fā)揮了獨(dú)特的作用,取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。4.1柔性鋼結(jié)構(gòu)棚洞針對(duì)隧道進(jìn)出口、橋隧結(jié)合處等崩塌滾石災(zāi)害的多發(fā)區(qū),研發(fā)了一種新型柔性輕鋼結(jié)構(gòu)棚洞,并成功應(yīng)用于都汶(都江堰—汶川)高速公路桃關(guān)隧道出口和都汶高速公路沙坪大橋橋面滾石防護(hù)工程。相對(duì)混凝土棚洞而言,柔性鋼結(jié)構(gòu)棚洞以鋼結(jié)構(gòu)鋼架作為結(jié)構(gòu)主體,鋪設(shè)柔性防護(hù)網(wǎng)作為滾石防護(hù)層,其充分利用了柔性防護(hù)網(wǎng)“以柔克剛”的特點(diǎn),增加了棚洞的采光度,減小運(yùn)營(yíng)時(shí)采光以及通風(fēng)的成本,具有結(jié)構(gòu)輕巧可靠、外形美觀、施工便捷、應(yīng)急能力強(qiáng)、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工期間不妨礙交通正常運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)近三年的工程實(shí)踐表明,柔性輕鋼棚洞取得了良好的滾石防護(hù)效果(圖16)。4.2基于人工干預(yù)防護(hù)的橋墩抗沖擊能力都汶公路是進(jìn)出“5·12”汶川地震極重災(zāi)區(qū)的生命通道,橫跨岷江兩岸的徹底關(guān)大橋橋墩在“5·12”汶川地震中被左岸崩落的滾石擊中而倒塌,經(jīng)過(guò)恢復(fù)重建,新建的徹底關(guān)大橋于2009年5月12日建成通車。2009年7月25日凌晨4:40左右,岷江右岸高位危巖發(fā)生大面積崩塌,巨石再次將徹底關(guān)大橋砸毀。經(jīng)調(diào)查,岷江兩岸山體存在多處危巖,極有可能再次發(fā)生滾石砸毀大橋的災(zāi)難性事件。為防止岷江右岸的潛在崩塌體形成的滾石災(zāi)害再次對(duì)徹底關(guān)大橋造成破壞,必須對(duì)可能遭受滾石沖擊的徹底關(guān)大橋橋墩采取工程措施進(jìn)行抗沖擊被動(dòng)防護(hù)。為此,一種新型橋墩滾石防護(hù)結(jié)構(gòu)被提出,并對(duì)其在滾石沖擊下的動(dòng)力過(guò)程進(jìn)行了模擬研究,分析過(guò)程中不僅考慮混凝土內(nèi)部的橫向和縱向鋼筋,同時(shí)考慮了重力載荷下橋墩的應(yīng)力應(yīng)變分布。通過(guò)采用Winfrinth混凝土材料本構(gòu)模型,并考慮混凝土的應(yīng)變率效應(yīng)及開(kāi)裂破壞對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響,計(jì)算結(jié)果表明:橋墩在承受滾石沖擊荷載下,橋墩防護(hù)結(jié)構(gòu)降低沖擊力30%,橋墩防撞能力顯著提高。據(jù)此設(shè)計(jì)的橋墩防護(hù)結(jié)構(gòu)已付諸實(shí)施,效果顯著。經(jīng)過(guò)了5個(gè)雨季的考驗(yàn),徹底關(guān)大橋目前運(yùn)行良好,如圖17所示。4.3蘆山縣第二p3年構(gòu)造格局2013年4月20日8:02在我國(guó)四川省雅安市蘆山縣爆發(fā)了里氏7.0級(jí)地震。由于地震災(zāi)區(qū)位于我國(guó)西部山區(qū),山高谷深,地質(zhì)環(huán)境脆弱,地震災(zāi)害誘發(fā)大量次生山地災(zāi)害,以崩塌滾石災(zāi)害為主要災(zāi)害類型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),自“5·12”汶川特大地震以來(lái),震后重建的S210線一年內(nèi)因山體崩塌滾石造成交通中斷超過(guò)了10次以上?！?·20”蘆山地震誘發(fā)的崩塌滾石災(zāi)害將進(jìn)出地震災(zāi)區(qū)的重要生命線工程S210線多處堵斷,并造成多人傷亡,嚴(yán)重威脅行車安全,制約抗震救災(zāi)和災(zāi)后恢復(fù)重建。S210線依山傍河而建,是蘆山縣至寶興縣的唯一公路通道。公路沿線山脈縱橫,地表崎嶇,崩塌滾石災(zāi)害極其發(fā)育。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,蘆山縣思延鄉(xiāng)到寶興縣穆坪鎮(zhèn)的S210線上沿途共分布對(duì)省道直接構(gòu)成威脅的崩塌滾石災(zāi)害34處,規(guī)模多為中小型崩塌滾石災(zāi)害,主要分布于公路轉(zhuǎn)彎、斜坡陡坎等地段。