高位落石作用下不同缓冲层与钢筋混凝土板组合结构动力响应
发布时间：2021-06-11 19:13
2008年"5. 12"汶川特大地震诱发了大量的震裂山体危岩崩塌灾害。这类危岩发育位置高、冲击能量大,存在主动加固措施难以实施且被动防护网防护能级不足的问题,为此在汶川、芦山、九寨沟地震灾区逐渐广泛使用桩板拦石墙结构用于防治高位崩塌落石,取得了非常好的效果,但同时也存在部分桩板拦石墙墙后因未设缓冲层或挂废旧轮胎而被落石直接撞击并损毁的现象。为避免落石直接与此类钢筋混凝土（RC）板碰撞造成刚性破坏,工程上常采用就地开挖的碎石土、砂土作为缓冲层以减缓落石冲击力,为研究冲击作用下不同类型缓冲层消能效果及RC板的动力响应特征,基于室外搭建的落石冲击试验平台,开展了不同缓冲层及其相互组合的系列落石冲击试验。结果表明,总厚度相同前提下,EPS泡沫-砂土组合缓冲层的消能效果最优,其次为碎石土,砂最差。与其他两种缓冲层消能方式相比,落石锤与组合缓冲层碰撞过程中发生多次反弹且接触时长远大于其他两种;相同的冲击工况下,EPS中心位置压溃并下陷,且产生大量辐射状宽大裂缝;组合缓冲层能够有效减小RC板的跨中位移,在3,5,7 m冲击高度下,比砂作为缓冲层时跨中位移减小了37%～46%。在R4落石锤冲击下,RC...
【文章来源】：水文地质工程地质. 2020,47(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【图文】：
RC板应变片布置(单位:mm)
设计了用于研究落石冲击上覆缓冲层的RC板试验平台(图1)。基于典型钢筋混凝土棚洞、桩板拦石墙结构，制作强度等级为C30的钢筋混凝土板，设计RC板长2.4 m、宽1.6 m、厚0.35 m。混凝土采用42.5级硅酸盐水泥，粗骨料采用粒径为5～15 mm连续级配的碎石，细骨料为天然河砂，配合比为水泥∶水∶砂∶石=1∶0.5∶1.5∶2.8，板内垂直正交上下铺设2层D=14 mm@200 mm钢筋网，混凝土保护层厚20 mm。落石锤由钢模浇注混凝土而成，包括2个球块，编号R1、R3，半径分别为0.15,0.20 m，质量分别为32.4,70.7 kg;2个立方体块，编号R2、R4，边长为0.35,0.50 m，质量分别为107.3,290.0 kg。落锤内放置加速度传感器用于采集冲击过程中的加速度变化曲线，RC板下表面及内部钢筋均粘贴应变片用于获取冲击过程应变响应特征，应变片的粘贴方式见图2，其中编号S6—S8为下层钢筋应变片，S9—S11为上层钢筋应变片。板下表面中心点放置位移传感器用于监测板位移变化。本次实验设计3种缓冲层材料，分别是砂、碎石土、EPS-砂组合层，其中砂为颗粒均匀河砂，碎石土为现场挖方取土。对2种试样进行室内土工试验，其中碎石土密度为1.54 g/cm3，含水率5.39%，砂密度为1.46 g/cm3，含水率2.5%。采用筛分法对碎石土及砂进行常规级配测试(图3)。在进行碎石土缓冲层试验时，为保证试样的均匀性，适当剔除较大块石。铺设于RC板面的土体按每20 cm施加相同的压力击实10次，每次冲击试验完后，挖除比冲击影响范围更大的土体并按相同的压力及击实次数重新恢复。试验工况见表1。
碎石土及砂颗粒级配
【参考文献】：
期刊论文
[1]落石冲击荷载作用下的桩板拦石墙结构动力响应[J]. 胡卸文,梅雪峰,杨瀛,罗刚,吴建利. 工程地质学报. 2019(01)
[2]珊瑚砂中应力波衰减规律的实验研究[J]. 于潇,陈力,方秦. 岩石力学与工程学报. 2018(06)
[3]冲击荷载作用下结构性软黏土力学特性试验研究[J]. 杨爱武,陈子荷,王韬. 水文地质工程地质. 2017(06)
[4]滚石的运动速度与冲击力关系的试验研究[J]. 韩文奇,余宏明,陈鹏宇. 长江科学院院报. 2016(12)
[5]落石作用于钢筋混凝土棚洞的冲击力研究[J]. 陈驰,刘成清,陈林雅,赵世春. 公路交通科技. 2015(01)
[6]落石冲击荷载下框架门式棚洞结构优化探讨[J]. 郭江,王全才,张群利,郭绍平,吴清. 水文地质工程地质. 2014(06)
[7]崩塌滚石灾害的力学机理与防治技术[J]. 何思明,王东坡,吴永,欧阳朝军. 自然杂志. 2014(05)
[8]滚石防护棚洞EPS垫层结构缓冲作用研究[J]. 王东坡,何思明,吴永,李新坡. 振动与冲击. 2014(04)
[9]落石水平运动距离影响因素的模型试验研究[J]. 刘丹,叶四桥,杨威. 水文地质工程地质. 2013(06)
[10]冲击荷载下EPS垫层棚洞耗能减震作用研究[J]. 王东坡,何思明,李新坡,向波. 四川大学学报(工程科学版). 2012(06)
本文编号：3225126
【文章来源】：水文地质工程地质. 2020,47(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【图文】：
RC板应变片布置(单位:mm)
设计了用于研究落石冲击上覆缓冲层的RC板试验平台(图1)。基于典型钢筋混凝土棚洞、桩板拦石墙结构，制作强度等级为C30的钢筋混凝土板，设计RC板长2.4 m、宽1.6 m、厚0.35 m。混凝土采用42.5级硅酸盐水泥，粗骨料采用粒径为5～15 mm连续级配的碎石，细骨料为天然河砂，配合比为水泥∶水∶砂∶石=1∶0.5∶1.5∶2.8，板内垂直正交上下铺设2层D=14 mm@200 mm钢筋网，混凝土保护层厚20 mm。落石锤由钢模浇注混凝土而成，包括2个球块，编号R1、R3，半径分别为0.15,0.20 m，质量分别为32.4,70.7 kg;2个立方体块，编号R2、R4，边长为0.35,0.50 m，质量分别为107.3,290.0 kg。落锤内放置加速度传感器用于采集冲击过程中的加速度变化曲线，RC板下表面及内部钢筋均粘贴应变片用于获取冲击过程应变响应特征，应变片的粘贴方式见图2，其中编号S6—S8为下层钢筋应变片，S9—S11为上层钢筋应变片。板下表面中心点放置位移传感器用于监测板位移变化。本次实验设计3种缓冲层材料，分别是砂、碎石土、EPS-砂组合层，其中砂为颗粒均匀河砂，碎石土为现场挖方取土。对2种试样进行室内土工试验，其中碎石土密度为1.54 g/cm3，含水率5.39%，砂密度为1.46 g/cm3，含水率2.5%。采用筛分法对碎石土及砂进行常规级配测试(图3)。在进行碎石土缓冲层试验时，为保证试样的均匀性，适当剔除较大块石。铺设于RC板面的土体按每20 cm施加相同的压力击实10次，每次冲击试验完后，挖除比冲击影响范围更大的土体并按相同的压力及击实次数重新恢复。试验工况见表1。
碎石土及砂颗粒级配
【参考文献】：
期刊论文
[1]落石冲击荷载作用下的桩板拦石墙结构动力响应[J]. 胡卸文,梅雪峰,杨瀛,罗刚,吴建利. 工程地质学报. 2019(01)
[2]珊瑚砂中应力波衰减规律的实验研究[J]. 于潇,陈力,方秦. 岩石力学与工程学报. 2018(06)
[3]冲击荷载作用下结构性软黏土力学特性试验研究[J]. 杨爱武,陈子荷,王韬. 水文地质工程地质. 2017(06)
[4]滚石的运动速度与冲击力关系的试验研究[J]. 韩文奇,余宏明,陈鹏宇. 长江科学院院报. 2016(12)
[5]落石作用于钢筋混凝土棚洞的冲击力研究[J]. 陈驰,刘成清,陈林雅,赵世春. 公路交通科技. 2015(01)
[6]落石冲击荷载下框架门式棚洞结构优化探讨[J]. 郭江,王全才,张群利,郭绍平,吴清. 水文地质工程地质. 2014(06)
[7]崩塌滚石灾害的力学机理与防治技术[J]. 何思明,王东坡,吴永,欧阳朝军. 自然杂志. 2014(05)
[8]滚石防护棚洞EPS垫层结构缓冲作用研究[J]. 王东坡,何思明,吴永,李新坡. 振动与冲击. 2014(04)
[9]落石水平运动距离影响因素的模型试验研究[J]. 刘丹,叶四桥,杨威. 水文地质工程地质. 2013(06)
[10]冲击荷载下EPS垫层棚洞耗能减震作用研究[J]. 王东坡,何思明,李新坡,向波. 四川大学学报(工程科学版). 2012(06)
本文编号：3225126
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