第9期 黄润秋,等. 滚石运动特征试验研究 1299
图5 滚石停留位置柱状图 Fig. 5 The stopping position of rocks 表2 试验滚石停留位置分布表 Table 2 The stopping position of rocks
第三组试验(起始点为A点)
岩块停留位置 所占百分比
停留数目 所占百分比/%停留数目 所占百分比/%停留数目
/%
D 3 2.34
2 3.13 5 3.91 D以下4~6 m
1 1.56 4 3.13 D、E中间
12 18.76 19 29.68 15 11.72 E、F之间(包括F点)
FH/4~3FH/4 7 10.93 4 6.25 1 0.78
1 1.56 1 1.56 4 3.13 H附近
HI/2 1 1.56 1 1.56 3 2.34
9 14.06 9 14.07 16 12.51 I、K之间(包括I点)
5 7.81 3 2.34 L上方5 m
14 21.88 8 12.5 33 25.78 L下方2~5 m
20 31.25 14 21.88 41 32.02 坡脚
64 100 64 100 128 100 合计
表3 落入坡底的滚石所用时间对比表 Table 3 Time for rocks to arrive at the slope root
试验分
组 一 二 三
用时最少的 时间/s
用时最长的
平均
自由落下
第一组试验(起始点为E点)
第二组试验(起始点为C点)
平均速度平均速度平均速度平均速度
时间/s 时间/s 时间/s -1-1-1
/(m·s) /(m·s) /(m·s) /(m·s-1)
12.9 10.5 29.7 4.55 20.3 6.64 4.59 22.9 12.3 13.5 32.9 5.02 21.6 7.64 5.05 25.3 12.0 14.6 39.6 4.40 19.6 8.90 5.19 25.9
2.2 滚石运动时间分析
滚石质量、形状以及滚石在坡面运动路径的不同同,决定了其与坡面碰撞、受树木和平台拦阻以及坡面阻滑作用有所差异,因而滚石运动到坡面的某一点和坡脚的时间(平均速度)就各不相同,表3为各组试验到达坡脚的滚石所用平均时间、用时最长、最短的所用的时间和滚石从136.7 m高度(试验边坡的高度)自由落下所用时间的对比。
由表3可见,滚石运动到坡脚的时间最快为自由落下的2倍左右,最慢的约为5倍,平均约为3倍。
利用运动学公式进行分析,设岩块的平均加速度为(m/s2),则
=
运动到坡底的动能Em为
2S
, (1) t2
2
11 2S 22MS222
Em=t=M 2 t=2 。 (2)
22 t t
式中,M表示滚石的质量(kg),S表示滚石运动的
距离(m),t表示滚石运动的时间(s)。
将到达坡底的滚石运动的距离(176.4 m)、时间与滚石自由落下的距离(136.7 m)、时间分别代入式(2)进行对比,可得到达坡底时滚石的动能为自由落下时的1/15~5/12,平均为5/27。 2.3 滚石运动状态分析