攔石墻緩沖層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

閆朝國+++屈春燕

摘 要：緩沖層是攔石墻體系的重要組成部分，其主要作用是緩沖落石對圬工墻體的沖擊作用，并向墻體傳遞擴(kuò)散沖擊能量，其安全性在一定程度上決定了整個(gè)攔石墻的安全，合理的選擇結(jié)構(gòu)材料也能夠減少工程造價(jià)，對不同的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：攔石墻；緩沖層；沖擊能量

1 概述

攔石墻作為崩塌危巖體被動防護(hù)的主要治理手段已被廣泛采用，在采取主動清危、加固條件差的情況下尤為適宜。由圬工材料墻體、墻背緩沖層及后部落石槽組成。為避免圬工墻體直接承受落石沖擊，墻體背后需設(shè)緩沖層，緩沖落石沖擊作用，并向墻體傳遞擴(kuò)散沖擊能量?？刹捎猛临|(zhì)緩沖層或廢舊輪胎緩沖層。

2 土質(zhì)緩沖層

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

攔石墻計(jì)算采用沖擊力及土壓力二者中較大值進(jìn)行攔石墻圬工墻體設(shè)計(jì)。落石嵌入緩沖層單位面積阻力可根據(jù)嵌入緩沖層的最大深度確定緩沖層的厚度，緩沖層的厚度應(yīng)大于嵌入深度，土質(zhì)緩沖層結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 沖擊力、土壓力及嵌入深度計(jì)算

落石沖擊力計(jì)算

攔石墻及其緩沖層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所采用落石沖擊力P可以按以下兩種途徑計(jì)算。

攔石緩沖層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所采用落石嵌入回填土最大深度X可按式下式計(jì)算：

式中：Pa-主動土壓力（kN/m）；γ-土體容重，取18-20kN/m3；Ka-主動土壓力系數(shù)；H-墻高（m）；φ-土的內(nèi)摩擦角；ε-墻背與鉛垂線夾角；δ-土與墻背間的摩擦角，取0.5φ；β-墻頂土坡坡度，取20°；

3 廢舊輪胎緩沖層

廢舊輪胎由橡膠、簾布層等材料組成，受到壓縮后表現(xiàn)出明顯的彈性特征，被落石沖擊變形后會迅速恢復(fù)，能夠多次重復(fù)壓縮回彈過程。衰減時(shí)間大幅度增加，能量衰減明顯，如圖2所示。單獨(dú)一個(gè)輪胎緩沖能力有限，可通過在廢舊輪胎內(nèi)填充砂石或設(shè)置多層輪胎進(jìn)行緩沖防護(hù)，并可在輪胎內(nèi)填充聚氨酯泡沫等空隙結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)材料，不同廢舊輪胎的磨損及老化程度不一，空間充足的情況下宜多層布置，輪胎緩沖層結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4 緩沖層的選擇

緩沖層材料的選擇要綜合考慮崩塌落石的力學(xué)參數(shù)、原材料的來源及工程所在地的實(shí)際情況。土質(zhì)緩沖層應(yīng)壓實(shí)，不能坍塌堵槽甚至被復(fù)墾。輪胎緩沖層應(yīng)選擇同規(guī)格廢舊輪胎，輪胎應(yīng)連接牢固，在空間充足的情況下宜多層布置。

參考文獻(xiàn)

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