1.本实用新型涉及滚石灾害防护领域，特别涉及用于滚石灾害防护的多级耗能缓冲系统。


背景技术：

2.滚石灾害是指个别块石从地质体表面失稳后迅速沿坡面向下运动，并在其运动范围内给人类活动或工程构筑物带来直接威胁的动力演化过程。滚石灾害目前已经成为继滑坡、泥石流之后的第三大次生山地灾害，具有发生突然、随机性强、无法预测等特征，并伴随复杂能量转化。滚石灾害通常发育在横断山高山峡谷地区、青藏高原东缘等地区，涉及四川、西藏、湖北等多个省(市、区)，分布广泛。据国家统计局统计，从2018年至2019年这两年间，我国共发生崩塌滚石灾害2096起，占比高22.91％，严重影响了人民群众的生命和财产安全。
3.目前针对滚石灾害的防护手段分为主动防护和被动防护，其中，拦石墙和棚洞等作为主要的被动防护手段被广泛应用于山区防滚石工程。然而，传统拦石墙结构大多是由混凝土构成，存在刚度较大、场地适宜性差，抗冲击能力有限等痛点，还需进一步研究，使拦石墙结构达到“刚柔并济”的效果，以此提升结构的抗冲击能力。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：提出一种用于滚石灾害防护的多级耗能缓冲系统，用以提升防护工程的抗冲击能力。
5.为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：用于滚石灾害防护的多级耗能缓冲系统，包括植被和拦石墙结构，植被铺设在不稳定斜坡的坡面上，拦石墙结构设置不稳定斜坡的坡底；拦石墙结构包括混凝土墙体和复合垫层，复合垫层从前到后依次包括第一软体缓冲层、硬体缓冲层和第二软体缓冲层。其中，本实用新型中的软体缓冲层和硬体缓冲层是相对于而言的，实施时只要是硬体缓冲层的刚度大于第一软体缓冲层和第二软体缓冲层的刚度即可。硬体缓冲层的添加可有助于降低滚石贯入第一软体缓冲层和第二软体缓冲层的有效深度，为保护拦石墙结构不受滚石的直接贯入提供刚度。
6.进一步的，第一软体缓冲层可以为砂土层，第二软体缓冲层可以为泡沫塑料层，硬体缓冲层可以为钢板层。砂土取材便利、良好的变形特性以及泡沫塑料轻质高回弹、较好的缓冲性能，能够极大降低、分散滚石冲击拦石墙结构所产生的冲击力，同时节省建设成本。钢板具有强度高、韧性好等优点，为保护拦石墙结构不受滚石的直接贯入提供刚度保证。
7.本实用新型的有益效果是：
8.(1)通过在不稳定斜坡上铺设植被不仅在滚石运动过程中能够达到逐级耗能的效果，也能对边坡起到固土护坡、生态美观的效果；
9.(2)通过在拦石墙前方设置砂土-钢板-泡沫塑料复合垫层既能够为结构体提供良好的缓冲效果，同时为结构体不受滚石冲击而产生较大损害提供有力保证。
附图说明
10.图1为本实用新型实施例提供的多级耗能缓冲系统的结构示意图。
11.图中编号：1为滚石，2为植被，3为砂土层，4为钢板层，5为泡沫塑料层，6为混泥土墙体。
具体实施方式
12.下面将结合本实用新型实施例中的附图图件，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
13.本实用新型实施例提供一种基于拦石墙结构的多级耗能缓冲系统及其设计方法如图1所示，包括以下步骤:
14.s101、在滚石防护工程建设初期，首先在防护工程周围的潜在不稳定斜坡坡面上铺设适应当地土壤条件的植被2。
15.在具体实施时，步骤s101具体可以包括：首先，基于前期无人机航测以及人工实地调查的勘察数据，开展危岩体稳定性及危害性的评价工作，对于不稳定斜坡上的危岩体进行稳定性和危害性的划分，以此获取公路、铁路等交通运输工程在建设过程中形成的不稳定斜坡上危岩体的类型及分布规律等信息；然后，基于划分的危岩体分布范围，在不稳定斜坡坡面上铺设适应当地土壤条件的植被，并根据划分的危岩体危害程度针对性地开展植被疏密程度的布置，不仅可在崩塌滚石灾害运动过程中起到降低冲击能量的作用，同时也能够达到固土护坡的效果。
16.具体地，在滚石防护工程建设初期，通过采用无人机航测及人工实地调查手段，可获得不稳定斜坡的基础地质信息。在此基础上根据危岩体存在形式采用定性或定量的方式对斜坡上的危岩体开展稳定性和危害性评价，结合评价结果建立危岩体特征与危害性分析图像。
17.随后，根据危岩体分布范围以及危害程度，在斜坡坡面上铺设疏密程度不同且适合当地生长的植被，如不稳定斜坡某区域内存在危害程度较大的危岩体，可在该危岩体分布范围内铺设较为密集的植被，以此来尽可能减小危岩体在运动过程中所积聚的动能；若不稳定斜坡某区域内存在危岩体且危害程度较小，可在其影响范围内较为疏松地铺设植被，既达到美观绿化效果，又可起到缓冲效果。
18.s102、在不稳定斜坡的坡底设置拦石墙结构，其中，拦石墙结构包括混凝土墙体6以及由砂土-钢板-泡沫塑料组成的复合垫层，复合垫层位于混凝土墙体的前端。
19.在具体实施时，步骤s102具体可以包括：(1)设置拦石墙结构，根据已有的地质资料和勘察数据，以rocfall滚石轨迹模拟软件为基础，针对不稳定斜坡可能产生的崩塌滚石灾害开展模拟工作，获取滚石下落位置以及飞行轨迹等数据；并根据相关规范相应计算出滚石冲击力大小，为拦石墙高度、厚度以及宽度的布置提供设计依据；(2)铺设砂土-钢板-泡沫塑料组成的复合垫层，在布设完拦石墙主体结构的基础上，在拦石墙前方铺设一定厚度的由砂土、钢板以及泡沫塑料组成的复合垫层，通过综合砂土取材便利、良好的变形特性以及泡沫塑料轻质高回弹、较好的缓冲性能，能够极大降低滚石冲击拦石墙结构所产生的
冲击力，同时节省建设成本；钢板的添加可有助于降低滚石贯入砂土和泡沫塑料的有效深度，为保护拦石墙结构不受滚石的直接贯入提供刚度保证。泡沫塑料具体可选用环保、缓冲效果优良的epe材料。
20.需要说明的是，由于本实用新型实施例提供的上述多级耗能缓冲系统案例说明需针对具体斜坡情况进行设计和阐述，故在本实用新型实施例未提及具体实施例。
21.以上对本实用新型所提供的用于滚石灾害防护的多级耗能缓冲系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型中损伤监测方法的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。


技术特征：
1.用于滚石灾害防护的多级耗能缓冲系统，其特征在于，包括植被和拦石墙结构，植被铺设在不稳定斜坡的坡面上，拦石墙结构设置在不稳定斜坡的坡底；拦石墙结构包括混凝土墙体和复合垫层，复合垫层位于混凝土墙体的前端；复合垫层从前到后依次包括第一软体缓冲层、硬体缓冲层和第二软体缓冲层。2.如权利要求1所述的用于滚石灾害防护的多级耗能缓冲系统，其特征在于，第一软体缓冲层为砂土层，第二软体缓冲层为泡沫塑料层，硬体缓冲层为钢板层。

技术总结
本实用新型涉公开了一种用于滚石灾害防护的多级耗能缓冲系统，用以提升防护工程的抗冲击能力。本实用新型包括植被和拦石墙结构，植被铺设在不稳定斜坡的坡面上，拦石墙结构设置在不稳定斜坡的坡底；拦石墙结构包括混凝土墙体和复合垫层，复合垫层位于混凝土墙体的前端；复合垫层从前到后依次包括第一软体缓冲层、硬体缓冲层和第二软体缓冲层。本实用新型适用于滚石灾害防护以及滚石防护工程的健康检测。检测。检测。


技术研发人员：周良坤 黄文虎 袁子轶 刘平安
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2021.09.18
技术公布日：2022/2/8