滚石冲击下棚洞破坏动力响应分析及改进对策——以川藏公路(安久拉山南麓)门式棚洞为例

论文摘要

位于川藏公路安久拉山南麓的门式防滚石棚洞,在路边高陡边坡滚石冲击下已严重损坏,滚石冲击产生的巨大冲击力导致棚洞纵梁、顶板、梁柱连接处等应力集中部位发生破坏,且滚石冲击后大量堆积在棚顶成为永久荷载。在现场通过卷尺测得棚洞结构尺寸,使用测距仪测得棚顶堆积滚石的最大粒径D=1 m,滚石的最大下落高度H=20 m。为解决门式棚洞存在的安全问题,提出在棚顶设置凹槽并在槽内铺设厚度为10～70 cm、向外坡度为6°的橡胶垫层对原结构进行改造。借助LS-DYNA动力有限元软件按实际尺寸分别建立改进前后的棚洞有限元模型,并模拟改进前后棚洞在滚石冲击最不利工况（H=20 m,D=1 m）下棚洞结构的动力响应,通过数值模拟结果的对比来验证改进后棚洞的受力性能,研究结果发现:改进后的棚洞相对于原棚洞,最大等效应力减小72%、棚顶最大挠度减小45%、落石冲击力减小62%、滚石堆积在棚洞顶板的概率显著降低,说明在棚顶设置起坡橡胶垫层的措施可有效解决目前门式棚洞存在的安全问题。

论文目录

• 1 工程概况
•   1.1 道路边坡概况
•   1.2 影响边坡滚石灾害因素（1）地震活动
•   1.3 防护棚洞概况
• 2 滚石冲击棚洞的数值模拟
•   2.1 有限元模型
•   2.2 材料本构模型
•   2.3 模拟计算中的设置
•   2.4 数值模拟计算及结果分析
• 3 棚洞结构改造与性能对比
•   3.1 棚洞结构改造
•   3.2 抗冲击性能对比
•   3.3 改进后棚洞滚石的运动路径分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 袁博,祝介旺

关键词: 棚洞,滚石,动力响应,优化改造

来源: 水文地质工程地质 2019年06期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 山东建筑大学土木工程学院

分类号: U417.1

DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2019.06.08

页码: 57-66

总页数: 10

文件大小: 632K

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