滚石防护计算新方法：正交试验与运动学结合

"该文是关于滚石防护计算方法的研究，通过结合正交试验与运动学，探讨如何优化滚石运动学参数组合以及确定防护结构设计的控制指标。作者运用正交试验法来安排滚石运动轨迹的数值模拟试验，以此为基础进行3指标5因素的正交试验，以寻找最佳参数组合。这种方法被证明比概率分析更为直观、简便，并适用于滚石运动学参数已知的情况。文章发表于《煤炭学报》2010年第1期，由于怀昌等人撰写，得到了国家科技支撑计划资助。" 在滚石灾害防治中，基于正交试验与运动学的滚石防护计算方法是一项重要的技术手段。此方法首先以景鹰高速公路DK27+120里程处的滚石灾害为实例，研究滚石运动的物理过程。滚石运动学参数包括石头的质量、初速度、倾角、摩擦系数等，这些参数直接影响石头滚动的距离、速度和能量，从而影响防护结构的设计。 正交试验是一种统计优化技术，用于在多因素条件下找到最优组合。在此研究中，3类防护结构设计控制指标（如防护结构的高度、强度和位置等）被作为试验指标，而5种滚石运动学参数则作为试验因素。通过正交试验表，研究人员系统地安排了滚石运动轨迹的数值模拟试验，进行3指标5因素的正交试验。这种试验设计使得不同参数组合的影响可以有效地比较和分析。 试验结果的极差分析是找出最优参数组合的关键步骤。通过比较不同组合下防护结构的性能，可以确定在既定条件下最能有效防止滚石冲击的参数组合。这一最优组合为实际防护结构的设计提供了明确的指导，有助于减少成本并提高防护效率。 与传统的概率分析方法相比，正交试验与运动学相结合的方法在滚石运动学参数已知时，更能直观地揭示参数之间的相互作用，并简化了计算过程。概率分析通常涉及复杂的统计模型，可能在参数不确定性较大的情况下得出较为保守的结果。而本文提出的方法则在一定程度上克服了这个问题，提高了计算的精确性和实用性。 该研究提供了一种新的滚石灾害防治策略，对于工程实践中的滚石防护结构设计具有重要的理论指导意义和实际应用价值。它不仅丰富了滚石动力学的研究方法，也为地质灾害防治工程提供了科学的决策支持。通过正交试验与运动学的结合，未来可以进一步优化滚石防护措施，增强道路和建筑的安全性。