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依托国家自然基金项目(编号:51108488),本文通过大比尺落石模型试验分析了落石形状、质量和坡段特征对落石运动过程中敏感参数的影响规律,并获得了其取值范围,同时揭示了圆球和圆柱形落石在典型复合坡上的运动规律。具体成果如下:①坡表铺装和坡度是法向恢复系数的主要的影响因素。随着坡表铺装由硬到软,法向恢复系数取值逐渐减小;随着坡度增大,法向恢复系数逐渐增大;随落石形状、下落高度、质量变化,法向恢复系数取值未有明显规律。法向恢复系数数值多集中在0.4以下,0.4以下的恢复系数占总数量的94%,0.3以下占总数目的84.8%,0.1以下的恢复系数占总数目的36.5%,可见有三分之一多的的试验中,落石试件几乎没有法向回弹,而是晃动翻滚后进入下一个运动状态。基于模型试验,从坡装和坡度两方面给出了法向恢复系数取值建议。在实际取值时,坡表越硬,坡度越大,越靠近高值,坡表越软、坡度越小,越靠近低值。②坡装、坡度、质量、高度是切向恢复系数主要影响因素。随着坡装由软到硬,切向恢复系数增大;随坡度增加,切向恢复系数在逐渐减小;随着质量的增大,切向恢复系数逐渐增大;随高度增加,切向恢复系数在逐渐减小;随形状变化,切向恢复系数取值未有明显规律。切向恢复系数大多在0.4以上,占全部总数的98%,而0.9以上的切向恢复系数占全部总数的25%。可见在四分之一的落石试验中,切向方向落石速度减少不多,动能损失较少。基于模型试验,从坡装和坡度两个方面给出了切向恢复系数取值建议。在实际取值时,坡表越硬、坡度越小越靠近高值;坡表越软,坡度越大,取值越靠近低值。③坡装和坡度是滚动摩擦系数的主要的影响因素。随着坡装由硬到软,滚动摩擦系数取值逐渐增大;随着坡度增大,滚动摩擦系数逐渐增大;质量影响不显著,随质量变化,滚动摩擦系数取值并未有明显规律。滚动摩擦系数大小多集中在0.9以下,0.9以下的恢复系数占总数量的97%,0.6以下占总数目的82%,0.2-0.4区间内滚动摩擦系数占总数目的43%,接近半数的试验中,圆球落石试件摩擦恢复系数未超过0.4。基于模型试验,从坡装和坡度两个方面给出了滚动摩擦系数取值建议。在实际取值时,坡表越软,坡度越大,越靠近高值;坡表越硬、坡度越小,越靠近低值。④基于复合坡模型试验,落石过程中运动形态主要以滚动、碰撞、空中飞行三种运动模态为主,坡表运动形态以滚动和碰撞为主,没有滑动段。小质量落石的水平运动距离和横向偏移比随机性较强。随质量增大,水平运动距离和横向偏移比的变化无明显规律。形状对水平运动距离影响较小,对横向偏移比影响显著,圆柱形落石的横向偏移比普遍高于圆球,变动范围也较圆球大,显示出更大的随机性。圆球的偏移比较小,均在0.35以下,而圆柱偏移比较大,均在0.65以下。基于模型试验,对两种典型的复合坡给出了偏移比建议取值区间,在实际应用中,若可以估测落石大致形状,则当落石近于圆球、立方体,取值越靠近低值,落石形状近于条形、柱状取值越靠近高值。