1.一种高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1）：将落石的运动历程划分为拦阻段、引导段和截停段，各段分别设置拦阻子系统（1）、引导子系统（2）和截停子系统（3）；

步骤（2）：明确能量耗散比例，根据落石动能演化过程，总消能控制方程为：式中，Etotal为落石初始总能量，即防护过程需要消耗的能量，可取落石初始势能，零势能面为截停子系统所在平面；Ed 0为落石跌落阶段与坡面碰撞接触产生的消能，Ed Ⅰ为拦阻子系统消能；Ed Ⅱ为引导子系统消能；Ed Ⅲ为截停子系统消能；μi为各阶段消能比例系数，系数具体取值需根据综合考虑地质勘察、轨迹预测分析以及防护需求等因素；

步骤（3）：对各子系统进行选型及布置根据步骤（2）中各子系统的能量耗散比例关系，选择各子系统的结构组成配置方式，包括钢柱截面型式和尺寸、钢丝绳截面尺寸及根数、消能器数量及连接方式、网片型式及规格；

步骤（4）：建立计算模型并进行冲击加载根据步骤（3）选定的系统配置，建立防护系统的计算模型；对模型进行加载前，应进行找形，模拟模型的初始垂度；

步骤（5）：对防护系统动力响应进行分析及构件验算基于步骤（4）的冲击加载计算结果，分析防护系统中各构件的内力、变形及位移的时程变化，并确定其峰值；当出现组件内力峰值过大的时候，对系统结构布置进行调整；保证截停子系统的最大变形Dmax不超过防护限界所要求的变形限值[D]；对钢柱的强度和稳定性进行验算；

步骤（6）：对系统进行消能评估

统计时间历程上各阶段的消能情况，计算各阶段消能比例系数μi，与步骤（2）初始的各阶段效能比例系数μi进行对比校验，保证μⅠ和μⅢ误差不超过20%；

步骤（7）：进行4D防护网系统的构造设计。

2.根据权利要求1所述的一种高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：所述步骤（1）中各阶段消能比例系数μi为：根据试验结果统计和设计经验，μ0取值0.05~0.15，其值取决于拦阻子系统安装的位置，通常地，拦阻子系统安装于落石弹跳高度最小处；μⅠ取值0.05~0.15，其值取决于冲击能量大小，系统安装方式以及拦阻子系统的配置；μⅡ取值0.6~0.8，其值取决于坡面长度、角度以及引导子系统的配置；μⅢ取值0.1~0.2，其值取决于截停子系统的抗冲击能力以及拦阻子系统和引导子系统的消能能力。

3.根据权利要求1或2所述的高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：所述拦阻子系统（1）用于实现落石锋面动能前段拦阻，将落石捕获进入系统和坡面共同形成的耗能空间内；所述引导子系统（2）通过结构自重形成“被盖效应”，用于压制落石的法向弹跳并增强纵坡向摩阻效应；所述引导子系统（2）与坡面凹部共同形成“沟道效应”，用于限制落石下滑路径，使其沿沟道下滑。

4.根据权利要求1或2所述的高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：所述步骤（3）中各子系统应按照相应的能量控制方程进行结构配置，其中，bi决定相应子系统耗能装置的耗能储备，从而为耗能装置配置的数量及规格提供设计依据；ci决定子系统中滑移耗能量，可为确定钢丝绳和网环的滑移量以及滑移节点设计提供依据；di决定子系统中钢丝绳、钢柱、网片类型的配置；pi由系统质量阻尼间接影响，该系数为网片、钢丝绳规格选择的设计依据，具体如下：拦阻子系统（1）对落石的消能表达式为：其中，i=I, II, III，bI为拦阻阶段消能装置消能系数，根据既有研究，其值可取0.6；CI为拦阻阶段防护系统的阻尼消能系数，包括如系统单元间的摩擦滑移、落石与系统的摩擦运动产生的消能，该值范围在0.2~0.3；dI为拦阻阶段系统的塑性变形消能系数，主要包含支撑结构、丝网和绳索的塑性损伤耗能，系统正常工作时，取值0.1 0.2。

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5.根据权利要求1或2所述的高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：引导子系统（2）对落石的消能表达式为：其中，bII为引导阶段消能装置耗能系数，描述与横向加劲绳相连的消能器耗能，取值

0.1~0.2；cII为引段的阻尼消能系数，主要描述丝网的内摩擦及丝网与落石的摩擦作用取值

0.2~0.3；dII为引导阶段系统结构的塑性耗能系数，取值0.05~0.1；pII为引导阶段大地耗能系数，主要反映落石与坡面的摩擦、撞击耗能，取值0.5 0.6。

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6.根据权利要求1或2所述的高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：截停子系统（3）对落石的消能表达式为：其中，bIII为捕获阶段消能装置耗能系数，描述与下支撑绳相连的消能器耗能，取值0.2~0.3；cIII为引段的阻尼消能系数，主要描述丝网的内摩擦及丝网与落石的摩擦作用取值

0.1~0.2；dIII为引导阶段系统结构的塑性耗能系数0.2~0.3；pIII为引导阶段大地耗能系数，主要反映落石与坡面的摩擦、撞击耗能，取值0.2 0.5。

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7.根据权利要求1或2所述的高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：提出预测模型，用以预估落石进入截停子系统（3）时的截停动能：定义落石与山体碰撞前后的动能比值定义其碰撞能量恢复系数γ为：式中Ekin为落石碰撞前的动能，Ek out为碰撞后的动能；忽略落石碰撞后的质量损失，则每一次碰撞的碰撞能量恢复系数可表达为：式中vin为落石碰撞前的速度，v out为碰撞后的速度；则落石在经历m次碰撞后进入截停子系统，此时截停动能Einter为：假定坡面为匀质坡面，则下碰撞能量恢复系数γi为一常数γ，根据文献统计γ取值范围大致在0.3 0.6，具体取值与坡面角度、岩石种类、坡面植被覆盖状况以及落石冲击角度~

等有关；假定每次弹跳下落高度相等，即Etotal=mΔE；则落石发生m次碰撞的下落过程进入截停前截停动能Einter计算公式可简化为：碰撞能量恢复系数γ可通过资料或者落石试验获得，通过控制碰撞次数m即可预测所述落石截停动能Einter，从而为确定所述各阶段消能比例系数μi提供依据。

8.根据权利要求1‑7之一所述的高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：所述拦阻子系统（1）包括钢柱（11），所述钢柱（11）底端铰接于支座（12）上，上拉锚绳（13）和侧拉锚绳（14）与钢柱（11）顶端通过卸扣连接并锚固于坡面，上支撑绳（15）穿过钢柱（11）顶端，次支撑绳（16）为拦阻子系统（1）下界，上支撑绳（15）、次支撑绳（16）均锚固于4D柔性防护系统两侧；网片（41）悬挂于上支撑绳（15）、次支撑绳（16）上；

消能器（42）设置在所述上拉锚绳（13）、侧拉锚绳（14）、上支撑绳（15）和下支撑绳（31）上。

9.根据权利要求1或8所述的高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：所述引导子系统（2）包括纵向设置的引导绳（21）和网片（41），用于压制落石弹跳并引导落石滚落轨迹；

所述截停子系统（3）包括下支撑绳（31）和网片（41），用于在合理的位置捕获截停动能较低的落石；

所述的网片（41）的型式包括环形网片、菱形网片和Ω形网片，网片（41）与上支撑绳（15）、引导绳（21）的连接形式包括钢丝绳绕行穿过网片、采用卸扣连接或缝合绳连接；

横向加劲绳（43），所述横向加劲绳（43）穿过网片（41），加劲绳（43）设置密度根据防护要求而定。

10.根据权利要求1或2所述的高陡边坡落石灾害的柔性防护4D能量控制设计方法，其特征在于：将防护系数β用以评价该类系统的防护效果，对比有防护系统干预情况下截停动能Einter与无防护情况下触地动能Eground：。