公路边坡被动柔性防护系统立柱性能的数值模拟研究
发布时间：2020-12-28 10:19
被动防护系统技术常应用于防治边坡崩塌落石自然灾害,国内外发生的边坡自然灾害频发不断,被动柔性防护系统中钢柱常常受到巨大外力而发生扭曲或弯曲,甚至钢柱直接受到落石的碰撞破坏而导致被动防护系统直接破坏。为此钢柱的力学性能和受冲击性能好坏直接决定了边坡被动柔性防护系统是否能够很好起到作用。本文主要采用有限元软件ABAQUS/CAE对不同截面钢柱建立静力学模型和使用ABAQUS/Explicit对不同截面钢柱受到落石冲击建立非线性动力学模型,并对其进行数值模拟分析,选出的最佳截面形式进行防撞能级标准制定,主要研究成果如下:(1)通过使用ABAQUS/Standard模块对不同截面钢柱进行静力学模型建立,普通工字钢柱的位移最大值和应力最大值均高出中空方形钢柱、中空八边形钢柱、中空十六边形钢柱、中空圆形钢柱多倍;五种截面钢柱当中,普通工字钢柱在受到一对力偶的作用下扭转切应力是最大;当正多边形的边数增加的时候截面扭转切应力呈现出减小的趋势;当截面为中空圆形钢柱的时候扭转切应力最大值达到最小;表明中空圆形钢柱截面在抗扭变形能力上是五种截面中效果最好。(2)确定落石的运动方式主要分为五类,落石飞落、落石...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 SNS防护系统简介
1.2.1 SNS主动防护技术
1.2.2 SNS被动防护技术
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.4 主要研究内容与技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 ABAQUS/CAE简介
2.1 引言
2.2 ABAQUS软件简介
2.2.1 ABAQUS总体介绍
2.2.2 ABAQUS主要模块
2.3 本文仿真模拟主要思路
2.3.1 工作界面简介
2.3.2 ABAQUS操作流程具体规划
2.4 本章小结
第三章 SNS防护系统中不同截面钢柱弯扭性能分析
3.1 SNS防护系统钢柱模型的基本情况
3.1.1 几何模型的提出
3.1.2 柔性防护系统立柱模型各参数取值的确定
3.2 五种不同截面钢柱受弯性能模拟分析
3.2.1 钢柱一端固结一端受集中荷载作用下受弯性能分析
3.2.2 钢柱两端固结中间受集中荷载作用下受弯性能分析
3.3 五种不同截面钢柱受扭性能模拟分析
3.4 本章小结
第四章 边坡落石运动模式和轨迹分析
4.1 落石形成地质条件
4.1.1 地形地貌
4.1.2 岩性结构
4.1.3 地质构造
4.1.4 风化卸荷
4.2 落石诱发条件
4.2.1 人类活动及工程
4.2.2 动植物活动
4.2.3 降雨及地下水因素
4.2.4 冰冻-融化循环作用
4.2.5 地震破坏作用
4.3 落石的运动模式
4.3.1 落石飞落
4.3.2 落石滑落、碰撞弹跳及滚动
4.3.3 落石飞落跳跃
4.4 落石与钢柱碰撞运动方式选择及参数确定
4.5 本章小结
第五章 钢柱与落石碰撞的非线性动力仿真分析
5.1 落石碰撞模型的建立
5.1.1 落石碰撞钢柱模型概况
5.1.2 模型材料选择及参数确定
5.1.3 模型接触设置及约束条件
5.2 落石不同速度下钢柱非线性动力仿真分析
5.2.1 不同速度下钢柱应力情况分析
5.2.2 不同速度下钢柱中部位移情况分析
5.2.3 不同速度下钢柱能量分析
5.3 落石不同质量下钢柱非线性动力仿真分析
5.3.1 不同质量下钢柱应力情况分析
5.3.2 不同质量下钢柱中部位移情况分析
5.3.3 不同质量下钢柱能量分析
5.4 立柱防撞能级标准制定
5.4.1 不同尺寸圆形钢柱模型建立
5.4.2 圆形钢柱边坡防撞能级标准制定
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论著及取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于柔性防护网的落石防护设计[J]. 熊探宇,李秉展,封志军,康波. 路基工程. 2016(05)
[2]减压环在被动柔性防护网中的耗能作用研究[J]. 刘成清,田帅,陈驰,何广杰,赵必大. 铁道标准设计. 2016(09)
[3]柔性防护网在山体崩塌治理工程中的选型及应用[J]. 姚万森,尤梦洁,曹志平,刘博韬,刘飞,刘春雨. 市政技术. 2015(01)
[4]SNS系统在公路工程建设中的应用[J]. 宋碧宏,朱蔚蔚,李茹,李殿海,朱丹. 土木建筑与环境工程. 2012(S2)
[5]被动柔性防护网在花栗山危岩防治工程中的应用分析[J]. 聂邦亮,何儒华,宋群. 资源环境与工程. 2012(01)
[6]落石冲击力计算方法[J]. 叶四桥,陈洪凯,唐红梅. 中国铁道科学. 2010(06)
[7]落石冲击力计算方法的比较研究[J]. 叶四桥,陈洪凯,唐红梅. 水文地质工程地质. 2010(02)
[8]ABAQUS在超高层结构动力弹塑性分析中的应用[J]. 阎红霞,杨庆山,张丽英. 震灾防御技术. 2010(01)
[9]基于ABAQUS程序的结构静力和动力弹塑性分析[J]. 冯丽娟,尚晓江,徐自国. 工程抗震与加固改造. 2008(05)
[10]公路边坡SNS柔性防护网技术[J]. 唐喜庚. 交通世界(建养.机械). 2007(09)
博士论文
[1]柔性被动拦截网结构力学性能研究[D]. 齐欣.西南交通大学 2014
硕士论文
[1]开孔位置对工字钢梁腹板弹塑性屈曲性能研究[D]. 熊宇微.重庆交通大学 2016
[2]高陡边坡落石作用对隧道棚洞的动力响应及抗冲击研究[D]. 王爽.西南交通大学 2015
[3]公路边坡被动柔性防护系统立柱性能的数值分析[D]. 史朝辉.重庆交通大学 2014
[4]危岩落石与土体的相互作用研究[D]. 牛立飞.西南交通大学 2014
[5]薄壁圆环的弹塑性碰撞[D]. 李士龙.浙江大学 2013
[6]公路落石特征及柔性防护的试验研究[D]. 闫姝音.东北林业大学 2013
[7]基于ABAQUS的冰雹撞击有限元分析[D]. 陈星.内蒙古工业大学 2013
[8]基于船桥碰撞中桥墩模型的力学响应研究[D]. 王雯珊.重庆交通大学 2012
[9]危岩落石被动防护数值仿真分析[D]. 刘运涛.西南交通大学 2011
[10]岩质边坡滚石运动特性及防护研究[D]. 朱彬.重庆大学 2010
本文编号：2943586
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 SNS防护系统简介
1.2.1 SNS主动防护技术
1.2.2 SNS被动防护技术
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.4 主要研究内容与技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 ABAQUS/CAE简介
2.1 引言
2.2 ABAQUS软件简介
2.2.1 ABAQUS总体介绍
2.2.2 ABAQUS主要模块
2.3 本文仿真模拟主要思路
2.3.1 工作界面简介
2.3.2 ABAQUS操作流程具体规划
2.4 本章小结
第三章 SNS防护系统中不同截面钢柱弯扭性能分析
3.1 SNS防护系统钢柱模型的基本情况
3.1.1 几何模型的提出
3.1.2 柔性防护系统立柱模型各参数取值的确定
3.2 五种不同截面钢柱受弯性能模拟分析
3.2.1 钢柱一端固结一端受集中荷载作用下受弯性能分析
3.2.2 钢柱两端固结中间受集中荷载作用下受弯性能分析
3.3 五种不同截面钢柱受扭性能模拟分析
3.4 本章小结
第四章 边坡落石运动模式和轨迹分析
4.1 落石形成地质条件
4.1.1 地形地貌
4.1.2 岩性结构
4.1.3 地质构造
4.1.4 风化卸荷
4.2 落石诱发条件
4.2.1 人类活动及工程
4.2.2 动植物活动
4.2.3 降雨及地下水因素
4.2.4 冰冻-融化循环作用
4.2.5 地震破坏作用
4.3 落石的运动模式
4.3.1 落石飞落
4.3.2 落石滑落、碰撞弹跳及滚动
4.3.3 落石飞落跳跃
4.4 落石与钢柱碰撞运动方式选择及参数确定
4.5 本章小结
第五章 钢柱与落石碰撞的非线性动力仿真分析
5.1 落石碰撞模型的建立
5.1.1 落石碰撞钢柱模型概况
5.1.2 模型材料选择及参数确定
5.1.3 模型接触设置及约束条件
5.2 落石不同速度下钢柱非线性动力仿真分析
5.2.1 不同速度下钢柱应力情况分析
5.2.2 不同速度下钢柱中部位移情况分析
5.2.3 不同速度下钢柱能量分析
5.3 落石不同质量下钢柱非线性动力仿真分析
5.3.1 不同质量下钢柱应力情况分析
5.3.2 不同质量下钢柱中部位移情况分析
5.3.3 不同质量下钢柱能量分析
5.4 立柱防撞能级标准制定
5.4.1 不同尺寸圆形钢柱模型建立
5.4.2 圆形钢柱边坡防撞能级标准制定
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论著及取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于柔性防护网的落石防护设计[J]. 熊探宇,李秉展,封志军,康波. 路基工程. 2016(05)
[2]减压环在被动柔性防护网中的耗能作用研究[J]. 刘成清,田帅,陈驰,何广杰,赵必大. 铁道标准设计. 2016(09)
[3]柔性防护网在山体崩塌治理工程中的选型及应用[J]. 姚万森,尤梦洁,曹志平,刘博韬,刘飞,刘春雨. 市政技术. 2015(01)
[4]SNS系统在公路工程建设中的应用[J]. 宋碧宏,朱蔚蔚,李茹,李殿海,朱丹. 土木建筑与环境工程. 2012(S2)
[5]被动柔性防护网在花栗山危岩防治工程中的应用分析[J]. 聂邦亮,何儒华,宋群. 资源环境与工程. 2012(01)
[6]落石冲击力计算方法[J]. 叶四桥,陈洪凯,唐红梅. 中国铁道科学. 2010(06)
[7]落石冲击力计算方法的比较研究[J]. 叶四桥,陈洪凯,唐红梅. 水文地质工程地质. 2010(02)
[8]ABAQUS在超高层结构动力弹塑性分析中的应用[J]. 阎红霞,杨庆山,张丽英. 震灾防御技术. 2010(01)
[9]基于ABAQUS程序的结构静力和动力弹塑性分析[J]. 冯丽娟,尚晓江,徐自国. 工程抗震与加固改造. 2008(05)
[10]公路边坡SNS柔性防护网技术[J]. 唐喜庚. 交通世界(建养.机械). 2007(09)
博士论文
[1]柔性被动拦截网结构力学性能研究[D]. 齐欣.西南交通大学 2014
硕士论文
[1]开孔位置对工字钢梁腹板弹塑性屈曲性能研究[D]. 熊宇微.重庆交通大学 2016
[2]高陡边坡落石作用对隧道棚洞的动力响应及抗冲击研究[D]. 王爽.西南交通大学 2015
[3]公路边坡被动柔性防护系统立柱性能的数值分析[D]. 史朝辉.重庆交通大学 2014
[4]危岩落石与土体的相互作用研究[D]. 牛立飞.西南交通大学 2014
[5]薄壁圆环的弹塑性碰撞[D]. 李士龙.浙江大学 2013
[6]公路落石特征及柔性防护的试验研究[D]. 闫姝音.东北林业大学 2013
[7]基于ABAQUS的冰雹撞击有限元分析[D]. 陈星.内蒙古工业大学 2013
[8]基于船桥碰撞中桥墩模型的力学响应研究[D]. 王雯珊.重庆交通大学 2012
[9]危岩落石被动防护数值仿真分析[D]. 刘运涛.西南交通大学 2011
[10]岩质边坡滚石运动特性及防护研究[D]. 朱彬.重庆大学 2010
本文编号：2943586
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