落石运动旋转速度计算方法

作者：周云涛^*; 石胜伟; 张勇; 蔡强; 唐红梅; 陈洪凯

来源：湖南大学学报(自然科学版), 2018, 45(S1): 116-122.

DOI：10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2018.S0.021

• 工程地质
• 旋转速度
• 碰撞
• 滚动
• 落石

落石旋转速度是落石冲击力设计与运动路径计算往往忽略的关键问题.针对落石自由坠落、滑动、斜抛运动、碰撞以及滚动的5个运动过程,分析了5个过程对落石旋转速度的响应,推导了滚动与碰撞条件下落石旋转速度公式,并以万州天生城福建小学危岩落石为例进行了算例分析,初步得到以下结论:忽略空气阻力的条件下,落石旋转速度仅与自由坠落、碰撞以及滚动过程相关;碰撞过程落石旋转速度与初始旋转速度、碰撞周期、坡面坡度、落石质量正相关,而与落石半径、碰撞冲击摩擦系数以及法向恢复系数负相关;而滚动过程落石旋转速度与初始旋转速度、滚动周期、坡面坡度正相关,而与落石半径、滚动摩擦系数负相关;算例分析得出,采用本文算法和Rocfall程序计算得到的旋转速度曲线变化趋势一致,平均误差仅为5.5%,完全满足工程设计计算需求.

• 单位
  中国地质科学院探矿工艺研究所; 重庆交通大学