柔性拦截结构环形网片力学性能研究

发布时间：2020-05-21 17:20

【摘要】：我国山地分布多,地质灾害频发,尤其是近20年,已步入全球地质灾害最严重的国家之列。对于山区公路、铁路的落石、崩塌等地质灾害,科研工作者和工程师们提出了诸多应对措施和方法,其中,柔性拦截网就是一种被广泛使用的防护措施,而做为柔性拦截结构重要组成部分之一的环形网片,在目前的实际工程应用中经常出现被击穿的破坏现象,其原因不仅在于网片本身具有非常复杂的结构行为,更是由于我们缺乏对柔性拦截结构环形网片力学性能的基础性研究,且国内相关研究成果甚少。据此,本文以柔性拦截结构环形网单元为研究对象,采用环网单元拉伸试验与数值模拟分析相结合的方式,对其变形运动特点、耗能能力和荷载—位移曲线变化规律等问题展开研究,主要研究内容和取得成果如下：1采用拉伸试验机,从环网的不同型号中选取单环和五环进行拉伸试验,观察整个试验过程中的圆环变形情况,从测得的荷载与位移等数据中对比分析不同型号环网单元的大小、耗能能力和荷载—位移曲线变化规律。研究表明：圆环的形状变化经历了正圆—椭圆—方形—梭型的变化过程。而其破断形式为卡扣发生破坏,或者钢丝断裂,且断口不平整,有颈缩现象。2利用LS-DYNA软件对相应的试验进行了数值仿真模拟分析,模拟圆环受力变化过程与变形过程,结果仿真模拟所得与试验结果吻合较好。在此基础上进一步分析了环网单元的环数和不同加载条件的影响。3利用等代理论,采用曲线拟合的方法建立环网的基于力学性能的等代模型,将环网单元的荷载—位移曲线拟合成公式。4在将环形网片等代成正交菱形网片的基础之一上,分析有限滑移条件对环形网片的耗能能力影响,得出可滑移模型的抗冲击能力较强的结论。
【图文】：

落石,灾害

人失踪或死亡、经济损失约１３０亿元，地质灾害隐患点约有２４万个，威胁近１４００万逡逑人的生命财产安全。而未来１０年仍是我国地质灾害的高发期，其中１＾西部地区最为严逡逑重，，落石灾害己对我国的交通安全产生了严重的威胁，如图１－１所示。逡逑图１－１落石灾害逡逑针对数量多、范围广的落石、崩塌等地质灾害，胡厚田［１］、阳友奎口］、贺咏梅口］等逡逑结合不同工程实例总结了治理崩塌落石的有效措施；Ｈｅａｍ邋ＧＷ、ＮＩＣＨＯＬ邋ＤＷ、Ｐｅｉｌａ邋Ｄ间、逡逑Ｌａｍｂｅｒｔｓ。］、ＴａｊｉｍａＴ…等通过落石冲击试验研究提出了诸多应对办法。而柔性拦截网逡逑就是一种被专家学者们广泛采用的落石防护结构，其常采用由钢索或钢丝绳编织而成逡逑的网片做栏截单元，并与支撑结构巧同形成挡截系统，布置于落石、崩塌等地质灾害的逡逑隐患位置，起到防护作用。在实际工程中，根据耗能所需，结合制造工艺与经济需求，逡逑衍生出了多种网型，如环形网、双绞六边形网、菱形网等。双绞六边形网也称为格宾网逡逑或者小网，其作用主要是覆盖在菱形网与环形网的表面，拦截粒径较小的飞石或落块；逡逑而菱形网的变形能力有限，在低能级防护措施中应用较多。环形网按其环间连接方式逡逑分为４环套接和６环套接

环形网,套接,形式,网片

逦第２页逡逑开其力学性能的研究，如图１－２所示。逡逑W 暍逡逑图１－２四环套接环形网的形式逡逑在很多地质灾害防治措施中均能看到柔性拦截网的应用Ｐ－ｎｊ，其中Ｗ被动防护系统逡逑居多，其应用己拓展到针对泥石流、雪崩灾害的防护ＵＷＤｊ。其中，环形网片是被广泛采逡逑用的拦截网片形式，但是由于工程地质灾害的复杂性，及环形网片自身工作的复杂性，逡逑导致实际使用中，时常发生环形网片击穿致使拴截失效的事故。针对拦截失败的工程逡逑案例调查分析，发现原因并不是环形网片的栏截能力问题，而是环网在整个系统中的逡逑作用没有得到充分发挥，这说明我们对网片的变形特点、受力特性等缺乏科学的认知。逡逑因此，研巧柔性拦截结构系统中网片的受力特点，让其在系统中发挥应有的拦截效果逡逑成为我们关注的重点。逡逑ＭW逡逑图１－３环形网的破坏逡逑为了明确网片在系统中所发挥的作用
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU753.8

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