[發明專利]一種柔性攔擋網及其設計方法

有效

• 申請號: 201711317935.2
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107938527B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 宋東日;周公旦;栗帥;胡洪森
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: E01F7/04
• 分類號: E01F7/04
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 秦力軍

本發明涉及一種柔性攔擋網及其設計方法，該柔性攔擋網包括包括支撐柱、支撐繩和金屬柔性網等主要構件；支撐柱由支撐柱主體和支撐柱基座構成；支撐繩包括縱向支撐繩、頂部支撐繩、中間支撐繩以及連接于支撐柱與金屬柔性網之間的斜支撐繩；金屬柔性網的下部傾斜向斜坡下游布置；金屬柔性網在未受沖擊時處于松弛狀態且底部采用短錨桿來固定位置，金屬柔性網的底部存在冗余并向上游方向折疊或埋置于坡體內部。本發明結構布局合理，能充分調用松散巖土體自身強度來攔擋運動的巖土體和系統性地降低結構內力。

技術領域

本發明涉及一種柔性防護結構，具體是涉及一種用于攔擋運動的松散巖土體尤其是泥石流和崩塌碎屑流等的柔性攔擋網及其設計方法。

背景技術

柔性攔擋網相比于剛性的鋼筋混凝土攔擋結構，具有優異的變形緩沖性能、良好的透水性、施工安裝便捷和環境友好等諸多優勢，在地質災害、交通、礦山等領域得到了廣泛的認可。現有的柔性攔擋網定型產品源自于對落石防護的需求，主要包括高強度的金屬柔性網片、支撐柱、支撐繩、拉錨繩、耗能裝置和相應的固定基礎構成。在實際應用中發現，針對落石防護的柔性攔擋網對泥石流等松散流動狀態巖土體造成的災害也有不錯的攔擋效果，進而演化出一系列針對泥石流等災害的改進型柔性攔擋網。

落石沖擊與松散巖土體沖擊最大的區別在于，落石沖擊以點狀瞬時荷載為主要特征，石塊的動能主要靠柔性攔擋網和附加的耗能裝置本身來耗散；而松散巖土體的沖擊荷載為面狀分布，連續沖擊時間長，相當一部分(甚至絕大部分)動能由巖土體內部的摩擦剪切作用耗散，而這種內部剪切耗能的效率取決于巖土體的抗剪切強度大小。巖土體的抗剪切強度取決于巖土體的應力狀態，即垂直于剪切面上的正壓力的大小。

現有的柔性攔擋網定型產品均由落石防護柔性攔擋網演化而來，繼承了落石防護柔性攔擋網的金屬柔性網面與斜坡坡面垂直或大角度(接近90度)相交的特點，即沿坡面向下運動的塊石或松散巖土體近乎垂直地沖擊柔性攔擋網。這種攔擋方式對落石沖擊的點狀荷載是非常合理的，但是對于松散巖土體的沖擊，很明顯，沒有充分利用巖土體本身的應力(壓力)狀態相關的抗剪強度特點來攔擋高速沖擊和高效地耗散動能。同時，松散巖土體的體積(質量)一般遠大于單塊落石，作用在與坡面垂直的金屬柔性網上，引起整體性較大的結構內力，容易導致局部破壞甚至整體失穩，存在設計的不合理。上述問題的關鍵在于沒有區分落石和松散巖土體本身的特性，這也說明針對松散巖土體(泥石流和崩塌碎屑流等)沖擊防護的柔性攔擋網存在進一步改進的空間。

發明內容

本發明是為了解決和克服現有柔性攔擋網不能充分利用松散巖土體自身強度和受沖擊時柔性攔擋網整體內力較大的不足的問題，而提供一種結構布局合理，能充分調用松散巖土體自身強度來攔擋運動的巖土體和系統性地降低結構內力的柔性攔擋網及其設計方法。

本發明的技術方案如下：

上述的柔性攔擋網，包括支撐柱、支撐繩和金屬柔性網；所述支撐柱由支撐柱主體和鉸接于所述支撐柱主體底端的支撐柱基座構成；所述支撐繩連接于所述支撐柱之間，其包括連接于所述支撐柱的頂端與底端之間的縱向支撐繩、橫向展開連接于所述支撐柱頂端之間的頂部支撐繩、橫向穿過整個所述金屬柔性網的中間支撐繩以及斜向橫穿所述金屬柔性網的斜支撐繩；所述金屬柔性網的下部傾斜向斜坡下游布置；所述金屬柔性網在未受沖擊時處于松弛狀態且底部采用短錨桿來固定位置，所述金屬柔性網的底部存在冗余并向上游方向折疊或埋置于坡體內部；所述金屬柔性網的上部連接所述頂部支撐繩，中段連接所述中間支撐繩。

所述柔性攔擋網，其中：所述中間支撐繩橫向穿過所述金屬柔性網并與兩側坡面錨固；所述縱向支撐繩一端連接所述支撐柱的頂端，另一端穿過傾斜向下游的所述金屬柔性網到達網底部，然后沿坡面上行與同一根所述支撐柱的支撐柱基座連接。

所述柔性攔擋網，其中：所述斜支撐繩的上端連接于所述支撐柱的頂端，下端斜向穿過傾斜向下游的所述金屬柔性網的網底部，沿坡面上行與相鄰的所述支撐柱的支撐柱基座連接。