落石法向恢复系数的多因素联合影响研究

作者:姬中民; 张晟; 伍法权; 牛庆合; 王可意*
来源:水文地质工程地质, 2022, 49(02): 164-173.
DOI:10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202105050

摘要

法向恢复系数(R_n)作为落石灾害预测及分析中最为关键的输入参数,由于其受控因素较多,如何确定准确合理的R_n值仍然是一个难题。为探究多因素对R_n的联合影响规律及机理,首次采用响应曲面-中心复合试验设计方法对R_n的7因素联合影响展开测试。通过对试验结果进行回归和方差分析,遴选的7个因素对R_n影响均较显著,显著程度依次为碰撞角(θ)>试块硬度(H_1)>转速(ω)>形状因子(η)>入射速度(V)>坡面硬度(H2)>尺寸(d)。许多交互参数对R_n亦表现出了显著影响,依次为d-θ> H_1-d> V-η> H_1-ω> d-η>η-ω> H_1-η。对于单因素参数,R_n随d、V、η、θ减小和H_1、H_2、ω增大,呈增大趋势;对于交互参数,d和ω对R_n影响较弱仅表现在H_1较小时,随H_1增大,影响逐渐增强;η在H_1较小时对R_n影响较显著,随H_1增大,影响明显减弱;η较小时,R_n随V或d减小显著增大,η较大时,这种影响不显著;θ较小时,R_n随θ增大减小较快,θ较大时,减小趋势放缓;相比较小η值试块,较大η值试块的ω对R_n影响更为显著。这些获得的结论可为落石R_n计算模型的构建提供重要参考,进而为落石灾害的精准预测及防护提供依据。

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