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【MBAChina網(wǎng)訊】中國(guó)是多山國(guó)家，落石崩塌地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重影響——如何讓“兇猛“的落石崩塌災(zāi)害乖乖就范實(shí)現(xiàn)以柔克剛，需要高超的“太極功夫”西南交通大學(xué)就有這么一支研究團(tuán)隊(duì)；近十年來(lái)一直在研究柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)，形成了讓落石崩塌，變得“溫良可馴”的“太極功夫”

▲模型試驗(yàn)

▲數(shù)值模擬技術(shù)

高位落石沖擊具有沖擊力大、沖擊能量大和破壞效應(yīng)巨大等特點(diǎn)，特別在中國(guó)西部高山峽谷區(qū)域，高位落石風(fēng)險(xiǎn)隱患較為普遍，且分布區(qū)域廣泛，對(duì)交通形成了巨大的威脅，對(duì)其進(jìn)行有效防治一直是地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域的技術(shù)難題。引導(dǎo)式防護(hù)系統(tǒng)是一種新型的柔性防護(hù)技術(shù)，與傳統(tǒng)的固坡、攔擋等工程手段相比，其充分利用了“以柔克剛”的原理，通過(guò)對(duì)滾石下落全過(guò)程軌跡的抑制和引導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)更為有效的防治效果，具有防護(hù)性能高、施工周期短、易維護(hù)、不影響生態(tài)環(huán)境等優(yōu)勢(shì)。

▲自由落體沖擊試驗(yàn)

6月4日，由西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院防護(hù)結(jié)構(gòu)研究中心聯(lián)合四川奧思特邊坡防護(hù)工程有限公司，在重慶市涪陵區(qū)開展了高位落石沖擊防護(hù)的原位試驗(yàn)。據(jù)悉，本次試驗(yàn)是世界上首次同類型原位足尺試驗(yàn)。

防護(hù)結(jié)構(gòu)研究中心歷經(jīng)近十年研究開發(fā)，針對(duì)結(jié)構(gòu)防護(hù)技術(shù)取得了諸多理論、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用成果，有力促進(jìn)形成了我校特色優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向。本次試驗(yàn)采用的新型引導(dǎo)式高位落石柔性防護(hù)系統(tǒng)是該中心與奧思特公司聯(lián)合開發(fā)的最新成果。中心在整合被動(dòng)和主動(dòng)防護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，首次提出了引導(dǎo)防護(hù)的原創(chuàng)理論，并開發(fā)形成了分布式多級(jí)耗能引導(dǎo)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。與既有柔性防護(hù)技術(shù)不同，新系統(tǒng)遭受強(qiáng)沖擊作用時(shí)，基于“主動(dòng)控制”并結(jié)合專門的結(jié)構(gòu)技術(shù)措施，對(duì)高位落石進(jìn)行攔截、壓制、引導(dǎo)和收攏，實(shí)現(xiàn)攔截、引導(dǎo)和輔助清理等功能的一體化整合。

據(jù)悉，為了驗(yàn)證新技術(shù)，防護(hù)結(jié)構(gòu)研究中心和奧思特公司曾于2018年結(jié)合貴州某山地大規(guī)模清危爆破工程，大膽嘗試進(jìn)行了原位驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)表明，由于采用了先進(jìn)的分布式耗能與引導(dǎo)控制技術(shù)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超過(guò)十萬(wàn)千焦的綜合防護(hù)耗能，與傳統(tǒng)防護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)相比，防護(hù)能力提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，且可以回收利用。

▲現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)

▲實(shí)際災(zāi)害防護(hù)效果

防護(hù)結(jié)構(gòu)研究中心與奧思特公司為了本次試驗(yàn)的順利開展，籌備了接近一年時(shí)間，先后完成選址、模擬分析、設(shè)計(jì)和制造安裝。

西南交通大學(xué)余志祥老師和奧思特呂漢川董事長(zhǎng)牽頭完成本次試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，許滸老師、齊欣老師及奧思特研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，防護(hù)結(jié)構(gòu)研究中心多名博士、碩士研究生參與了試驗(yàn)工作，試驗(yàn)參加人員累計(jì)超過(guò)30人。

試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶惭b在高度為85米、坡度約65度的陡坡上，僅由14根鋼柱支撐，防護(hù)面積超過(guò)一萬(wàn)平米。為了獲取寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)使用了3臺(tái)無(wú)人機(jī)、3臺(tái)高速攝影機(jī)、若干臺(tái)高清普速攝影機(jī)和數(shù)十套力學(xué)傳感器及數(shù)據(jù)采集儀器。

4日上午10點(diǎn)整，沖擊試驗(yàn)正式開始。重量不等的大型撞擊塊從85米高的陡崖上釋放，撞擊塊高速滾落，并帶動(dòng)大量破碎巖體沖擊系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)攔截、壓制、引導(dǎo)后堆積至坡底。在系統(tǒng)無(wú)修復(fù)條件下，試驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行了多次，分別驗(yàn)證了單體、多體群發(fā)及多體跟隨沖擊等工況。試驗(yàn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)持續(xù)爆發(fā)出雷鳴般的掌聲和歡呼聲。

試驗(yàn)中還出現(xiàn)了有趣的現(xiàn)象，第二次沖擊試驗(yàn)時(shí)，撞擊塊的提升掛鉤與網(wǎng)面形成糾纏，無(wú)法下落，試驗(yàn)老師胸有成竹，果斷指揮釋放第三次撞擊塊，通過(guò)系統(tǒng)的引導(dǎo)功能，有效控制前后兩次撞擊塊的滾落路徑，實(shí)現(xiàn)了前后兩個(gè)撞擊塊的空中撞擊，解決了落石掛網(wǎng)的問(wèn)題。試驗(yàn)老師稱：這種復(fù)雜地形條件下，發(fā)生打彈珠似的跟隨撞擊現(xiàn)象，充分體現(xiàn)了新型系統(tǒng)優(yōu)秀的落石軌跡引導(dǎo)能力。

本次試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了引導(dǎo)式高位落石柔性防護(hù)系統(tǒng)大型足尺沖擊試驗(yàn)的世界首秀，并實(shí)現(xiàn)了防護(hù)系統(tǒng)在無(wú)修復(fù)狀態(tài)下抗連續(xù)沖擊，是柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的突破性進(jìn)展，意味著西南交通大學(xué)在防護(hù)工程領(lǐng)域的理論與技術(shù)研究邁入了一個(gè)新的高度，引起了國(guó)內(nèi)外同行廣泛關(guān)注。

本次試驗(yàn)得到了重慶市涪陵區(qū)政府和奧思特邊坡防護(hù)公司的大力支持，到場(chǎng)觀摩的單位有自然資源部地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急技術(shù)指導(dǎo)中心、重慶應(yīng)急管理中心、中鐵二院、成都鐵路局、中國(guó)臺(tái)灣地質(zhì)學(xué)會(huì)、中國(guó)臺(tái)灣宜蘭大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院等近20家單位，試驗(yàn)觀摩者包含技術(shù)研發(fā)及應(yīng)急管理專家逾百余名。