滚石冲击棚洞砂土垫层物理模型试验及数值模拟研究

发布时间：2022-12-04 12:25

　　滚石冲击棚洞垫层的动力响应分析多采用数值模拟手段,缺乏物理模型试验验证。为此,以山区棚洞结构为原型,搭建滚石冲击棚洞结构试验平台,开展不同坠落高度下不同垫层厚度及密度的冲击试验,并建立对应的数值模型。进一步通过与试验结果比对,验证数值模型的可靠性,在此基础上开展滚石冲击棚洞垫层动力响应数值计算分析,结果表明:松散砂土垫层比密实砂土垫层具有更好的耗能效果;增大垫层厚度能够延长冲击持续时间,有效降低滚石冲击力,但随着厚度不断增加,其缓冲能力的提升程度减缓;通过对Hertz接触理论、日本公式、动力有限元三种方法比较,发现前两种方法的计算结果明显偏大,偏于保守。研究成果可为棚洞结构砂土垫层的设计提供理论与技术支持。 

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
1 滚石冲击棚洞物理模型试验
    1.1 试验装置
    1.2 试验设计
    1.3 试验结果
2 滚石冲击棚洞垫层数值模型验证
    2.1 问题描述
    2.2 模型材料参数及本构模型
    2.3 数值计算模型
    2.4 数值计算结果与试验结果验证
3 滚石冲击棚洞垫层动力响应机制分析
    3.1 滚石作用于砂土垫层的冲击力动力响应
    3.2 棚洞结构支反力分析
    3.3 基于不同研究方法对冲击力进行比较
        3.3.1 Hertz弹性碰撞理论
        3.3.2 日本公式
4 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]滚石冲击作用下钢筋混凝土棚洞板动力学响应及冲切损伤评估研究[J]. 闫帅星,何思明,李新坡.  兰州大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]复合垫层钢棚洞抵抗落石冲击性能研究[J]. 王静峰,赵鹏,袁松,黎良仆,谢凌志.  土木工程学报. 2018(S2)
[3]双层泡沫铝夹芯板抗滚石冲击结构性能优化研究[J]. 程鹏,李伟,翟敏刚,王东坡.  振动与冲击. 2018(05)
[4]滚石冲击棚洞砂土垫层耗能缓冲机理研究[J]. 裴向军,刘洋,王东坡.  四川大学学报(工程科学版). 2016(01)
[5]滚石冲击荷载下垫层材料的动力响应研究[J]. 向波,何思明,庄卫林,王东坡.  公路交通科技. 2015(01)
[6]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)
[7]滚石冲击力测试研究[J]. 袁进科,黄润秋,裴向军.  岩土力学. 2014(01)
[8]滚石冲击荷载下棚洞钢筋混凝土板动力响应研究[J]. 王东坡,何思明,欧阳朝军,张晓曦,向波,王晓峰.  岩土力学. 2013(03)
[9]冲击地面过程中落石特征参量的理论分析[J]. 章广成,唐辉明,向欣.  岩石力学与工程学报. 2012(S1)
[10]落石碰撞恢复系数的现场试验与数值计算[J]. 章广成,向欣,唐辉明.  岩石力学与工程学报. 2011(06)



本文编号：3708266