落石冲击砂土-EPE-棚洞顶板的精细化动力响应模拟
王星1
任博2
王庆3
黄炜4
1.空军工程大学航空工程学院,西安7100382.三峡集团西藏能源投资有限公司,拉萨8500003.中交第二公路工程局有限公司,西安7100654.空后工程代建管理办公室,北京100009
摘要：落石灾害是我国三大地质灾害之一,为了更有效地进行边坡落石防护,基于LS-DYNA显式计算软件依次构建了"砂土-顶板""砂土-EPE-顶板"三维计算模型,定性研究了各分部结构冲击应力分布规律,定量计算了顶板腹部正中单元、腹部中轴线单元的应力与位移.探究了设置EPE垫层的厚度、型号敏感性分析,揭示了落石、砂垫层、EPE垫层的能量分布特征.研究结果表明:EPE垫层具备良好的"阻滞应力传播"特性,14 m/s冲击速度下,添加0.4 m厚EPE垫层,落石峰值加速度降幅可达27.13％,速度衰减至0所需时间约由0.04 s增至0.06 s,最大冲击位移约由0.3 m增至0.4 m.顶板峰值应力由2.389 MPa降至0.893 MPa,降幅达62.62％,峰值位移由0.391 mm降至0.166 mm.缓冲效果随EPE厚度增加而逐步放缓,EPE设置厚度以0.4～0.8 m为宜,并应结合现场情况选取强度适宜的EPE型号,数值模拟与实验结果一致性较好.添加EPE垫层后,落石内能降低,动能衰减时间延长.砂垫层动能增加内能降低,EPE动能随其厚度减小而逐渐降低,内能逐步升高.
关键词：落石冲击棚洞防护EPELS-DYNA
分类号：U458.3(隧道工程)
资助基金：湖南省教育厅科学研究项目(19C0519)湖南省教育厅科学研究项目(20C0572)中交第二公路工程局科技研发项目(GHTJ-07-QT-046)
论文发表日期：2022-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 118-127 )
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