滚石是我国乃至世界范围内山区及工程坡面主要的地质灾害类型之一，是指大量节理岩体或个别块石从坡体表面分离，以多种运动方式（下落、回弹、滚动、滑动等）沿坡面向下快速运动，最后在较平缓的地带或障碍物附近静止下来的动力学过程。虽然其规模较小，但因高速高能特性，滚石是最具破坏性的灾害之一。
    滚石的运动特征不仅与斜坡坡度、斜坡覆盖层和滚石形状相关，植被特征也是其决定性因素（黄润秋，刘卫华，2009）。既有研究表明：林木可以降低危岩体或坠落的频率和强度，起到屏障的作用，减缓、阻止或偏离滚石（Dorren等，2017），从而降低特定风险要素（如房屋或道路）遭受滚石灾害的风险。与非森林坡地相比，森林坡地滚石发生频率减少了约10%~90%，而滚石强度则降低了10%~70%（Moos等，2017）。同时，工程实践中，为了美化环境，防止水土流失，常常在覆盖层较厚、坡度较缓的坡段进行植树造林（黄润秋等，2010）。
    恢复系数是滚石-树木碰撞回弹的重要控制参数，目前的理论公式不能完全反映其作用机制，这是林区滚石动力学研究的一个难点问题。本文引入了红松塑性本构模型，以Hertz接触力学和Thornton弹塑性假设为基础，结合有阻尼单自由度体系的强迫振动理论考虑树干材料特性、冲击物的相对尺寸、结构变位等因素，分析了滚石冲击条件下红松树干的动力响应，考虑碰撞过程中切向的摩擦耗能与变形耗能，推导了滚石-树干碰撞的能量恢复系数的理论公式和树干折断冲击能量阈值，研究了不同参数对该能量恢复系数的影响。其次，通过ABAQUS数值模拟验证了理论公式的适用性。在此基础上，改进了3D DDA的接触算法，通过后修正的方法导入上述所得能量恢复系数和阈值公式，在3D DDA程序中实现了林木边坡滚石运动特征的数值模拟。基于某隧道出口边坡，以坡面树木不同特征和排列方式为约束条件分析其对滚石的阻挡作用。
    研究结果为山林地区滚石灾害分析提供了新的数值工具，可为山林边坡滚石灾害防治提供依据。