落石连续冲击下废弃混凝土垫层宏细观缓冲机制研究

作者：苏宇宸; 王媛; 唐辉明; 仲恒; 李欣; 刘超福; 吕亚茹^*

来源：岩土力学, 2022, 43(10): 2698-2706.

DOI：10.16285/j.rsm.2021.1709

• 落石
• 冲击
• 重复
• 缓冲性能
• 颗粒形状

棚洞等刚性防护结构中具有良好缓冲性能的垫层材料可以有效削减冲击荷载，提高结构抗冲击能力。为研究重复冲击下再生混凝土垫层宏观缓冲性能演化规律，开展了落锤冲击试验和离散元数值模拟研究。试验结果表明，相比于石英砂垫层，首次冲击下采用再生混凝土骨料垫层防护的棚洞顶板中心处传递力减小了83%，且应力分布更加均匀。随着落锤重复冲击次数增加，再生混凝土骨料和石英砂垫层缓冲性能均存在劣化现象，第6次冲击时棚洞顶板中心传递力峰值分别为首次冲击的11.2倍和1.4倍。此外，数值模拟研究结果发现，当长条状颗粒数量占比由0%增大到100%时，颗粒旋转角度和平移距离分别减小了40%和20%，落锤冲击力峰值增加了37%。颗粒形状越不规则，颗粒间咬合程度越大，限制了颗粒旋转和平移，增大了滚石冲击力和挡墙传递荷载。该研究成果可为再生混凝土骨料作为新型绿色垫层提供理论依据和工程指导。

• 单位
  河海大学; 中国地质大学（武汉）; 材料学院