落石形状和尺寸对恢复系数影响的室内试验研究

为了研究落石形状和尺寸对恢复系数的影响,通过专门设计的落石碰撞测试装置,分别展开10种不同形状和5种不同尺寸的试块与坡面的碰撞测试.基于冲击动力学理论对试验结果进行分析,法向恢复系数Rn对试块形状的变化非常敏感,且非棱角状试块的Rn值明显高于棱角状试块.非棱角状试块Rn值大小依次为球形＞椭球＞球底圆锥＞圆柱＞圆盘,棱角状试块的Rn值大小依次为正二十面体＞正方体＞正四面体＞长方体＞三角板.综合考虑试块的几何构型和表面积分布特征,引入一个新的形状量化指标——形状因子η,其与非棱角状试块和棱角状试块的Rn值分别呈强线性正相关.相较于Rn,试块形状对切向恢复系数Rt的影响较弱,且棱角状试块的Rt值整体略大于非棱角试块.试块尺寸对Rn和Rt的影响均较为显著,且与Rn和Rt均呈良好的线性负相关关系.这些获得的规律可为落石灾害的准确预测提供重要参考.