滚石坡面法向冲击动力响应特性研究

滚石灾害是5.12地震诱发的主要次生山地灾害之一,因具有随机和不可预见性,成为灾后重建中地质灾害防治的难点。滚石防治的核心问题是解析滚石对坡面的冲击响应,由于冲击过程历时短、变形大和能量转换复杂,通过传统理论分析方法分析较为困难。为此,以Hertz理论为基础,考虑坡体的弹塑性特性,模型化滚石冲击为自由落体冲击的半无限体问题,运用动力有限元数值仿真技术,研究了滚石对坡面法向冲击特性,揭示滚石冲击速度、滚石半径对坡面土体动力响应的影响。结果显示基于弹塑性冲击理论的计算结果与数值模拟结果较为吻合,而完全弹性冲击理论的计算结果偏差较大,即基于弹塑性理论的滚石灾害防护设计更为合理。