冲击作用下混凝土板-缓冲层组合结构动力响应

作者：吴建利; 胡卸文^*; 梅雪峰

来源：人民长江, 2020, 51(03): 174-178.

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2020.03.031

• 混凝土-缓冲层
• 崩塌落石
• 冲击作用
• 混凝土损伤

钢筋混凝土板-缓冲层组合结构常用于落石灾害防治。为研究此类结构在落石冲击作用下的动态响应,基于ABAQUS有限元,以缓冲层厚度、落石冲击速度为参变量,开展了冲击力、缓冲效果、钢筋混凝土板损伤的数值模型研究。结果表明:冲击过程中,落石与缓冲层表面的名义冲击力远大于缓冲层与混凝土表面的真实冲击力,在缓冲层为0.6 m,冲击速度分别为20,15,10 m/s时,冲击力衰减率分别为42.0%,42.0%,40.0%;与目前典型冲击力计算模型对比分析发现,在不同冲击速度下,冲击力与冲击速度呈正相关。研究结果与日本公式及隧道手册计算公式的基本一致。对混凝土板位移分析表明:在一定的缓冲层厚度下,随冲击速度的增大,永久变形增大,回弹量占总变形比例较小;最大损伤范围与缓冲层厚度关系不明显。在缓冲层厚度相同的情况下,冲击中心对应的板面与损伤外边缘连线形成的损伤锥锥角介于30°～45°。冲击速度很大程度上影响损伤程度和损伤范围。研究结论对落石防护结构的合理设计具有重要指导意义。

• 单位
  西南交通大学