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滚石冲击棚洞砂土垫层耗能缓冲机理研究 被引量：28
1
作者 裴向军 刘洋 王东坡 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期15-22,共8页
以实际棚洞结构为原型,采用动力有限元对滚石冲击砂土垫层进行数值仿真计算,分析不同冲击能量下多组砂土垫层厚度组合的动力响应及耗能缓冲机理。结果表明:低冲击能量下,改变砂土垫层厚度对滚石冲击力的影响不大,而高冲击能量下,不同厚... 以实际棚洞结构为原型,采用动力有限元对滚石冲击砂土垫层进行数值仿真计算,分析不同冲击能量下多组砂土垫层厚度组合的动力响应及耗能缓冲机理。结果表明:低冲击能量下,改变砂土垫层厚度对滚石冲击力的影响不大,而高冲击能量下,不同厚度砂土垫层的吸能减震效果有显著差异;增大砂土垫层厚度可有效地减弱滚石冲击对棚洞钢筋混凝土顶板造成的变形影响,但同时也会增加结构自重;通过计算,可以得到最优化的垫层厚度,兼顾经济合理性和结构可靠性。研究成果将为滚石多发区棚洞结构砂土垫层的设计提供理论依据。 展开更多
关键词 滚石冲击 棚洞 砂土垫层 垫层厚度 耗能缓冲
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滚石冲击棚洞砂土垫层物理模型试验及数值模拟研究 被引量：6
2
作者 王东坡 周良坤 +2 位作者 裴向军 黄畇坤 刘兴荣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期195-202,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 滚石 棚洞 砂土垫层 物理模型试验 数值模拟 动力响应
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落石冲击棚洞结构冲切特性研究 被引量：1
3
作者 陈泰江 向欣 章广成 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期199-206,共8页
落石是一种严重的山区地质灾害,而棚洞作为主要防护落石的工程措施之一,研究落石冲击下棚洞结构动力响应特征具有重要的现实意义。以经典Hertz理论为基础,假设落石为球形刚性体,棚洞结构为梁结构,建立落石冲击力学模型,理论推导得到不... 落石是一种严重的山区地质灾害,而棚洞作为主要防护落石的工程措施之一,研究落石冲击下棚洞结构动力响应特征具有重要的现实意义。以经典Hertz理论为基础,假设落石为球形刚性体,棚洞结构为梁结构,建立落石冲击力学模型,理论推导得到不同尺寸落石以不同速度冲击不同厚度砂土垫层材料下棚洞板的最大冲击力计算公式,并得出不同工况下棚洞板被冲切破坏时落石的极限冲切速度,结果表明:总体上,落石对棚洞板的冲击力随垫层厚度增加而减小,但垫层厚度不能无限增加,过厚的垫层自重较大,使棚洞板受力较大,垫层材料厚度在0.5~1.5 m厚之间较为合理;落石尺寸和冲击速度越大,棚洞板受力越大,有限厚度的垫层材料只能承受一定限度的冲击能量,当冲击能量超过垫层材料的极限承受强度时,垫层不再耗散能量;分析棚洞板冲切破坏条件可知,无垫层时,很小的落石冲击速度使棚洞发生破坏,可见,合理的垫层厚度对防治落石具有重要意义。 展开更多
关键词 落石 棚洞 冲击力 砂土垫层 冲切
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筏板上路基箱下铺砂土垫层分压性能研究 被引量：1
4
作者 汤渊 宋振森 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第16期279-282,共4页
大型起重机在筏板上行走或作业时,经常采用路基箱分压。在筏板等刚度较大的地基上采用路基箱时,分压能力往往达不到预期效果。为优化路基箱在刚度较大地基上的分压效果,可采用在路基箱下铺设砂土垫层的措施。运用Ansys有限元软件,模拟... 大型起重机在筏板上行走或作业时,经常采用路基箱分压。在筏板等刚度较大的地基上采用路基箱时,分压能力往往达不到预期效果。为优化路基箱在刚度较大地基上的分压效果,可采用在路基箱下铺设砂土垫层的措施。运用Ansys有限元软件,模拟不同厚度砂土垫层的分压情况,得到不同厚度下的基底反力分布及路基箱的竖向位移。分析结果表明铺设砂土垫层可以显著提高路基箱的分压效果,分压效果随垫层厚度的增加而有所提升,同时会增加路基箱竖向沉降;不同荷载等级下路基箱分压效果不同,较大的荷载等级下分压效果较好。通过分析,得到最佳的砂土垫层参数,兼顾经济性和结构安全性。研究结果对相应工程的施工安全有一定的参考意义。 展开更多
关键词 路基箱 砂土垫层 垫层厚度 有限元
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级配压实砂石垫层的施工与检测
5
作者 范忠东 张雅娟 《地基处理》 2000年第2期45-49,共5页
关键词 砂土垫层 地基处理 施工 检测
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落石冲击隧道洞口结构砂垫层的缓冲效果研究
6
作者 宋东旭 《黑龙江水利科技》 2021年第8期136-139,共4页
隧道洞口防护结构是西部落石灾害多发区的常用防护手段,通常会在隧道洞口顶部回填一定厚度的垫层来起到缓冲的作用,为研究隧道洞口结构在落石冲击下的破坏机理以及铺设垫层的缓冲效果,采用以砂土作为垫层材料,依托大岩隧道洞口处明洞工... 隧道洞口防护结构是西部落石灾害多发区的常用防护手段,通常会在隧道洞口顶部回填一定厚度的垫层来起到缓冲的作用,为研究隧道洞口结构在落石冲击下的破坏机理以及铺设垫层的缓冲效果,采用以砂土作为垫层材料,依托大岩隧道洞口处明洞工程,利用有限元软件建立落石冲击混凝土结构模型,通过对落石速度、冲击力以及结构最大等效应力等结果分析,对砂垫层的缓冲效果做出评价。结果表明,铺设砂垫层显著降低落石冲击力与混凝土结构动应力,隧道洞口的抗冲击性能得到较大提高。 展开更多
关键词 落石冲击 隧道洞口 砂土垫层 缓冲效果
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滚石冲击EPE-砂土复合垫层明洞动力响应研究 被引量：2
7
作者 王东坡 易雪斌 +2 位作者 周良坤 闫帅星 刘彦辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期201-210,共10页
明洞顶部铺设缓冲垫层是提升明洞结构抗滚石冲击性能的重要措施之一,传统垫层主要以砂土材料为主,存在自重大、缓冲效果差等缺点。为此,引入具有轻质、高回弹性能的发泡聚乙烯(expandable polyethylene,EPE)材料,并与砂土组成EPE-砂土... 明洞顶部铺设缓冲垫层是提升明洞结构抗滚石冲击性能的重要措施之一,传统垫层主要以砂土材料为主,存在自重大、缓冲效果差等缺点。为此,引入具有轻质、高回弹性能的发泡聚乙烯(expandable polyethylene,EPE)材料,并与砂土组成EPE-砂土复合明洞垫层结构,采用物理模型试验及数值模拟手段,开展滚石冲击EPE-砂土复合垫层明洞动力响应研究及优化设计。研究表明:当垫层总厚度一定时,与传统砂土垫层、纯EPE垫层相比,EPE-砂土复合垫层在减缓滚石冲击力和降低下覆顶板应力及位移上均表现出更好的耗能缓冲效果;进一步,将EPE-砂土复合垫层应用于汶马高速桑坪隧道明洞工程中,通过多组工况数值模拟计算表明:当垫层总厚度设计为1.5 m时,在最大滚石设计冲击能级(1621 kJ)条件下,EPE-砂土复合垫层采用厚度比值为4∶1(砂土材料1.2 m,EPE材料0.3 m)时具有最佳防护效果。研究成果可为明洞工程EPE-砂土复合垫层设计提供理论依据及技术支持。 展开更多
关键词 滚石 EPE-砂土复合垫层 动力响应 优化设计
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