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落石碰撞切向恢复系数的取值研究
被引量:
15
1
作者
叶四桥
巩尚卿
+2 位作者
王林峰
谢涛
王宗建
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期8-15,共8页
切向恢复系数是落石运动轨迹计算和被动防护系统设计的重要参数之一。通过不同坡面状态、落石形状和质量的落石模型冲击试验,进行落石碰撞切向恢复系数研究。结果表明:落石的形状对切向恢复系数无明显影响;落石质量、坡面状态、坡度、...
切向恢复系数是落石运动轨迹计算和被动防护系统设计的重要参数之一。通过不同坡面状态、落石形状和质量的落石模型冲击试验,进行落石碰撞切向恢复系数研究。结果表明:落石的形状对切向恢复系数无明显影响;落石质量、坡面状态、坡度、下落高度对切向恢复系数的影响较大,切向恢复系数随坡面由软到硬以及落石质量的增大而逐渐增大,随碰撞坡面坡度和下落高度的增大而逐渐减小;各种试验条件下切向恢复系数基本均在0.4以上,占总试验次数的98%,0.5以上的占93%,0.9以上的占25%,表明在碰撞过程中,落石切向速度的损失有限,在当前落石运动路径模拟中,现有切向恢复系数取值在部分情形下偏小,可能导致被动防护设计安全储备不足。综合考虑坡面状态和坡度2个因素,给出了不同条件下切向恢复系数的建议值。在实际取用时,坡面越硬、坡度越小则取区间内高值,反之,则取区间内低值,或直接采用区间随机取值。
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关键词
落石
运动路径
被动防护设计
切向恢复系数
模型试验
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职称材料
再探运动特征及落石特征对切向恢复系数的影响
2
作者
姬中民
王庭辉
+4 位作者
伍劼
伍法权
李振华
管圣功
沙鹏
《地质学报》
EI
CAS
2024年第11期3441-3453,共13页
切向恢复系数(R_t)是预测落石冲击运动过程的关键参数,其取值准确与否直接决定落石轨迹预测精度,继而影响所布设防护结构的防护效果。由于对落石冲击运动机制认识尚不够深入,一直以来R_t常被认为与坡面特征密切相关,对于运动特征及落石...
切向恢复系数(R_t)是预测落石冲击运动过程的关键参数,其取值准确与否直接决定落石轨迹预测精度,继而影响所布设防护结构的防护效果。由于对落石冲击运动机制认识尚不够深入,一直以来R_t常被认为与坡面特征密切相关,对于运动特征及落石特征这两个关键参与角色却鲜有关注。本文结合冲击动力学理论及前人研究结论,确定了运动特征及落石特征中所涉及的R_t显著关联控因,并基于此,采用专门研发的多功能落石冲击测试装置分别开展了运动特征和落石特征中各控因对R_t影响的系统研究。结果表明,低入射速度(V)范围内,V与R_t正相关,V足够高时,影响不显著,基于松散介质坡,两者又表现为负相关;竖直入射斜面和斜入射水平面条件下,R_t随碰撞角增大分别呈下降和上升趋势;R_t对转速变化不敏感,探究两者关系需联合考虑冲击姿态及试块形状;致密岩质和松散介质坡面条件下,试块尺寸对R_t表现出两种相反影响趋势;较大R_t值常在几何不对称度较高试块碰撞测试中获得,且棱角状试块R_t值总体高于非棱角试块;较低或较高冲击动能条件下,R_t随试块硬度增大分别呈上升或下降趋势。这些发现不仅可为落石空间径迹的精准预测以及相关防护设施的设计、布设提供重要参考,同时也为后续更全面深入探究落石碰撞运动过程拓宽了视野。
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关键词
落石特征
运动特征
显著关联控因
切向恢复系数
影响机理
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职称材料
基于摩擦与变形耗能的滚石切向恢复系数影响因素
被引量:
2
3
作者
黄福有
张路青
+1 位作者
周剑
马显东
《地球科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期4583-4595,共13页
切向恢复系数是滚石碰撞回弹的重要控制参数,目前的理论公式不能完全反映其作用机制,这是滚石动力学研究的一个难点问题.为此,根据滚石不同的回弹状态,提出基于入射角度变化的切向力模型;进一步,以切向接触理论和动能定理为基础,考虑碰...
切向恢复系数是滚石碰撞回弹的重要控制参数,目前的理论公式不能完全反映其作用机制,这是滚石动力学研究的一个难点问题.为此,根据滚石不同的回弹状态,提出基于入射角度变化的切向力模型;进一步,以切向接触理论和动能定理为基础,考虑碰撞过程中切向的摩擦耗能与变形耗能,推导了切向恢复系数的理论公式;最后研究入射速度、入射角、被撞击物体的变形模量对切向恢复系数的影响.结果表明:滚动回弹的切向恢复系数主要受切向变形量的影响;滑动回弹时,入射速度对切向恢复系数的影响参数为■,切向恢复系数随着其增加而缓慢减少;入射角度对切向恢复系数的影响参数为■,切向恢复系数随其增加而增大;被撞击物体的变形模量对切向恢复系数的影响参数为■,切向恢复系数随其增加而增加.基于摩擦与变形耗能的切向恢复系数计算公式为滚石的碰撞回弹过程提供了新的计算模型.
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关键词
滚石
斜碰撞
切向恢复系数
能量损失
影响因素
工程地质
原文传递
关于Kane难题的一种解决方案
4
作者
张九铸
《物理通报》
CAS
2021年第10期86-89,共4页
两个刚体的摩擦碰撞,存在所谓Kane难题,即有时算出的系统动能损失为负.文章指出,这是由于问题给出的运动学条件、几何条件、动摩擦因数和恢复系数,往往不足以确定刚体在碰撞过程各阶段的受力或各力关系,甚至库仑摩擦定律不再适用.鉴于此...
两个刚体的摩擦碰撞,存在所谓Kane难题,即有时算出的系统动能损失为负.文章指出,这是由于问题给出的运动学条件、几何条件、动摩擦因数和恢复系数,往往不足以确定刚体在碰撞过程各阶段的受力或各力关系,甚至库仑摩擦定律不再适用.鉴于此,引入了“切向恢复系数k”概念,即二碰撞点的最终切向相对速度与初始切向相对速度之比,导出了针对两个做平面平行运动的刚球在碰撞过程中的动能损失计算式,据此及能量守恒定律给出了k值的范围及物理意义,避免了动能损失小于零的结果.
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关键词
Kane难题
碰撞
动能损失
切向恢复系数
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职称材料
题名
落石碰撞切向恢复系数的取值研究
被引量:
15
1
作者
叶四桥
巩尚卿
王林峰
谢涛
王宗建
机构
重庆交通大学岩土工程研究所
重庆市地质矿产勘察开发局博士后工作站
出处
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期8-15,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51108488
51408084
+3 种基金
51679018)
国家重点研发计划重点专项子课题(2016YFC0802206-3)
重庆市高校青年骨干教师资助计划(渝教人[2011]65号)
重庆市高校创新团队建设计划资助项目(KJTD201305)
文摘
切向恢复系数是落石运动轨迹计算和被动防护系统设计的重要参数之一。通过不同坡面状态、落石形状和质量的落石模型冲击试验,进行落石碰撞切向恢复系数研究。结果表明:落石的形状对切向恢复系数无明显影响;落石质量、坡面状态、坡度、下落高度对切向恢复系数的影响较大,切向恢复系数随坡面由软到硬以及落石质量的增大而逐渐增大,随碰撞坡面坡度和下落高度的增大而逐渐减小;各种试验条件下切向恢复系数基本均在0.4以上,占总试验次数的98%,0.5以上的占93%,0.9以上的占25%,表明在碰撞过程中,落石切向速度的损失有限,在当前落石运动路径模拟中,现有切向恢复系数取值在部分情形下偏小,可能导致被动防护设计安全储备不足。综合考虑坡面状态和坡度2个因素,给出了不同条件下切向恢复系数的建议值。在实际取用时,坡面越硬、坡度越小则取区间内高值,反之,则取区间内低值,或直接采用区间随机取值。
关键词
落石
运动路径
被动防护设计
切向恢复系数
模型试验
Keywords
Rockfall. Trajectory
Passive protection design
Tangential restitution coefficient
Model test
分类号
U216.415 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
再探运动特征及落石特征对切向恢复系数的影响
2
作者
姬中民
王庭辉
伍劼
伍法权
李振华
管圣功
沙鹏
机构
河南理工大学土木工程学院
出处
《地质学报》
EI
CAS
2024年第11期3441-3453,共13页
基金
国家自然科学基金地质联合基金项目(编号U2244228)
国家自然科学基金项目(42307250)
+1 种基金
中国博士后科学基金项目(编号2022M721033)
地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金项目(编号SKLGP2023K007)联合资助的成果。
文摘
切向恢复系数(R_t)是预测落石冲击运动过程的关键参数,其取值准确与否直接决定落石轨迹预测精度,继而影响所布设防护结构的防护效果。由于对落石冲击运动机制认识尚不够深入,一直以来R_t常被认为与坡面特征密切相关,对于运动特征及落石特征这两个关键参与角色却鲜有关注。本文结合冲击动力学理论及前人研究结论,确定了运动特征及落石特征中所涉及的R_t显著关联控因,并基于此,采用专门研发的多功能落石冲击测试装置分别开展了运动特征和落石特征中各控因对R_t影响的系统研究。结果表明,低入射速度(V)范围内,V与R_t正相关,V足够高时,影响不显著,基于松散介质坡,两者又表现为负相关;竖直入射斜面和斜入射水平面条件下,R_t随碰撞角增大分别呈下降和上升趋势;R_t对转速变化不敏感,探究两者关系需联合考虑冲击姿态及试块形状;致密岩质和松散介质坡面条件下,试块尺寸对R_t表现出两种相反影响趋势;较大R_t值常在几何不对称度较高试块碰撞测试中获得,且棱角状试块R_t值总体高于非棱角试块;较低或较高冲击动能条件下,R_t随试块硬度增大分别呈上升或下降趋势。这些发现不仅可为落石空间径迹的精准预测以及相关防护设施的设计、布设提供重要参考,同时也为后续更全面深入探究落石碰撞运动过程拓宽了视野。
关键词
落石特征
运动特征
显著关联控因
切向恢复系数
影响机理
Keywords
rockfall characteristics
kinematic characteristics
significant correlated controlling factors
tangential restitution coefficient
influence mechanism
分类号
G63 [文化科学—教育学]
下载PDF
职称材料
题名
基于摩擦与变形耗能的滚石切向恢复系数影响因素
被引量:
2
3
作者
黄福有
张路青
周剑
马显东
机构
中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室
中国科学院大学地球与行星科学学院
北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室
出处
《地球科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期4583-4595,共13页
基金
国家重点研发计划项目(No.2019YFC1509703)
第二次青藏高原综合科学考察研究资助项目(No.2019QZKK0904)
+1 种基金
中国科学院重点部署项目(No.KFZD-SW430)
国家自然科学基金项目(No.41972287).
文摘
切向恢复系数是滚石碰撞回弹的重要控制参数,目前的理论公式不能完全反映其作用机制,这是滚石动力学研究的一个难点问题.为此,根据滚石不同的回弹状态,提出基于入射角度变化的切向力模型;进一步,以切向接触理论和动能定理为基础,考虑碰撞过程中切向的摩擦耗能与变形耗能,推导了切向恢复系数的理论公式;最后研究入射速度、入射角、被撞击物体的变形模量对切向恢复系数的影响.结果表明:滚动回弹的切向恢复系数主要受切向变形量的影响;滑动回弹时,入射速度对切向恢复系数的影响参数为■,切向恢复系数随着其增加而缓慢减少;入射角度对切向恢复系数的影响参数为■,切向恢复系数随其增加而增大;被撞击物体的变形模量对切向恢复系数的影响参数为■,切向恢复系数随其增加而增加.基于摩擦与变形耗能的切向恢复系数计算公式为滚石的碰撞回弹过程提供了新的计算模型.
关键词
滚石
斜碰撞
切向恢复系数
能量损失
影响因素
工程地质
Keywords
rolling stone
oblique collision
tangential restitution coefficient
energy loss
influence factor
engineering geology
分类号
P642.21 [天文地球—工程地质学]
原文传递
题名
关于Kane难题的一种解决方案
4
作者
张九铸
机构
金昌市龙门学校
出处
《物理通报》
CAS
2021年第10期86-89,共4页
文摘
两个刚体的摩擦碰撞,存在所谓Kane难题,即有时算出的系统动能损失为负.文章指出,这是由于问题给出的运动学条件、几何条件、动摩擦因数和恢复系数,往往不足以确定刚体在碰撞过程各阶段的受力或各力关系,甚至库仑摩擦定律不再适用.鉴于此,引入了“切向恢复系数k”概念,即二碰撞点的最终切向相对速度与初始切向相对速度之比,导出了针对两个做平面平行运动的刚球在碰撞过程中的动能损失计算式,据此及能量守恒定律给出了k值的范围及物理意义,避免了动能损失小于零的结果.
关键词
Kane难题
碰撞
动能损失
切向恢复系数
Keywords
Kane problem
collision
kinetic energy loss
tangential recovery coefficient
分类号
O313.4 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
落石碰撞切向恢复系数的取值研究
叶四桥
巩尚卿
王林峰
谢涛
王宗建
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
15
下载PDF
职称材料
2
再探运动特征及落石特征对切向恢复系数的影响
姬中民
王庭辉
伍劼
伍法权
李振华
管圣功
沙鹏
《地质学报》
EI
CAS
2024
下载PDF
职称材料
3
基于摩擦与变形耗能的滚石切向恢复系数影响因素
黄福有
张路青
周剑
马显东
《地球科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
原文传递
4
关于Kane难题的一种解决方案
张九铸
《物理通报》
CAS
2021
0
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职称材料
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