落石荷载下悬臂式棚洞结构的动力响应分析

作     者：潘长平 吴清 翟敏刚 邹顺 Pan Changping;Wu Qing;Zhai Mingang;Zou Shun

作者机构：中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安710075 西安中交土木科技有限公司西安710074 陕西省公路交通防灾减灾重点实验室西安710075 

出 版 物：《现代隧道技术》 (Modern Tunnelling Technology)

年 卷 期：2015年第52卷第2期

页      面：155-159页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.40872181) 陕西省重点科技创新团队计划项目(2013KCT-20) 中交股份科技研发项目(2011-ZJKJ-04) 

主　　题：悬臂式棚洞 滚石冲击 动力响应 仿真分析 

摘      要：落石是我国山区重要灾害之一,棚(明)洞是抵御滚石冲击的重要措施。在实际工程应用中,棚(明)洞结构被落石砸坏的案例屡见不鲜,然而目前有关棚洞抗冲击性能的研究较少。文章借助ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件建立了山区常见的悬臂式棚洞结构模型,并对滚石冲击荷载下的悬臂式棚洞的动力响应过程进行了仿真分析,研究其在冲击作用下的受力变形特性。研究结果表明:(1)冲击力荷载作用下,悬臂式棚洞中会产生冲击波,其传播会使结构产生应力和变形震荡;(2)棚洞结构不同部位达到最大应力的时间有所不同;(3)悬臂式棚洞的最危险部位在立墙顶部内侧与平板交接处和立墙下半段位置,实际工程中应采取局部加强措施,以保证结构的安全性;(4)冲击作用完成后棚洞结构内部的残余应力比较大,因此其顶部落石需要及时清理。该研究成果可为悬臂式棚洞的合理设计和施工提供重要的参考依据。