1.一种高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法,用于对高陡危岩及大型崩塌岩土体进行防护消能,其特征在于,包括消能系统,基于该消能系统的消能方法包括:(1)基于现场调查、查勘资料,获取到高陡危岩及大型崩塌岩土体的资料信息,所述资料信息包括但不限于崩塌体的崩塌高度H、崩塌体土方量、崩塌体最大砾径D、最大砾径的重量G、崩塌体脱离母体时的初速度v i 、崩塌体范围、山坡坡度角α、岩体下落的阻力特性系数K;(2)依据如下公式计算出崩塌体的下落时间□t: ,其中,v iy 为v i 的垂直分量,v ix 为v i 的水平分量;(3)依据如下两个公式获取到崩塌体第一次落地速度v (i+1) 、v (i+1)x、 v (i+1)y 、x i+1 、y i+1 ,其中,v (i+1)y 为第一次落地速度v (i+1) 的垂直分量,v (i+1)x 为第一次落地速度v (i+1) 的水平分量,x i+1 为崩塌体第一次落地的水平位移,y i+1 为崩塌体第一次落地的垂直位移; ,其中x i 为崩塌体距离山坡坡顶的水平距离,y i 的值为0;(4)依据如下公式获得崩塌体第一次落地前的瞬时动能: ;(5)利用如下两个公式计算获得最大砾径的崩塌体第一次落地时与消能系统的消能结构的缓冲层接触并陷入缓冲层的深度Z,其中消能结构包括缓冲层,所述缓冲层包括细砂层和位于细砂层下方的泡沫板,所述泡沫板的厚度与细砂层的厚度之比为1:2,并依据泡沫板和细砂的材质确定缓冲层的单位容重γ、缓冲层的内摩擦角 φ 和缓冲层的均匀压缩系数 c u: ;其中,A表示崩塌体与缓冲层碰撞接触面面积;(6)利用如下公式计算崩塌体第一次落地时消能结构的缓冲层吸收的能量W e : ;(7)利用两个公式获得最大砾径的崩塌体与第一级消能结构的缓冲层碰撞后弹起的速度V ei ; ;其中,其中P max 为最大砾径的崩塌体第一次落地时的最大冲击力,m为最大砾径的质量;(8)依据步骤(7)获得的最大砾径的崩塌体与第一级消能结构的缓冲层碰撞后弹起的速度V ei 计算得到最大砾径的崩塌体与第一级消能结构的缓冲层碰撞后的弹跳高度H max ,若H max ≤1.0m,则说明在崩塌体的第一次落地的地方设置的第一级消能结构的缓冲层满足要求;若H max >1.0m,则需要增加消能结构的级数,直至H max 不大于1.0m; ,其中θ为V ei 的运动方向与水平方向之间夹角。
2.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法,其特征在于,若步骤(5)中计算出来的最大砾径的崩塌体第一次落地时与消能结构的缓冲层接触并陷入缓冲层的深度Z的值大于1.5m,则缓冲层的厚度按照1.5m设计,此时的Z=1.5m,并且增设多级消能结构。
3.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法,其特征在于,若步骤(5)中计算出来的最大砾径的崩塌体第一次落地时与消能结构的缓冲层接触并陷入缓冲层的深度Z的值大于1.5m,则缓冲层的厚度按照1.5m设计,此时的Z= 1.5m,并且增设多级消能结构;并且步骤(6)中的Z值取1.5m,并且步骤(7)中计算V ei 的公式中的Z值取1.5m。
4.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法,其特征在于,所述消能结构还包括设置在山坡上的石笼挡土墙,石笼挡土墙内间隔设置有竖向插筋,竖向插筋与石笼挡土墙相互连接,所述缓冲层置于山坡与石笼挡土墙之间的上层,所述缓冲层下方的山坡上沿着山坡的高度方向间隔设置有多层钢塑格栅,缓冲层下方的山坡内还间隔设置有锚杆,所述钢塑格栅与锚杆相互交错布置;所述锚杆的一端插入到山坡内,所述锚杆的另一端与石笼挡土墙连接。
5.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法,其特征在于,位于消能结构下方的山坡坡面上利用坡面上的树木或者通过植入小直径钢管桩来作为缓冲区。
6.根据权利要求1所述的高陡危岩及大型崩塌岩土体的防护消能方法,其特征在于,所述山坡的坡底设置有落石槽,所述落石槽远离山坡的一侧设置有被动防护网从而形成拦挡区。