基于PFC2D的土体缓冲落石冲击能力研究

作     者：江巍 宋鹏程 陈玮 王彦海 毛聪 JIANG Wei;SONG Peng-cheng;CHEN Wei;WANG Yan-hai;MAO Cong

作者机构：三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室湖北宜昌443002 

出 版 物：《长江科学院院报》 (Journal of Changjiang River Scientific Research Institute)

年 卷 期：2019年第36卷第4期

页      面：49-54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：国家自然科学基金青年基金项目(51409150) 

主　　题：落石防护措施 土体缓冲能力 落石冲击力 PFC2D 缓冲土层厚度 

摘      要：常用的拦石墙、棚洞等落石防护措施均需布置土体来缓冲落石造成的冲击力,其缓冲能力在进行防护措施结构设计时应合理考虑。颗粒流程序PFC2D(Two-dimensional Particle Flow Code)可有效模拟落石冲击土体和结构的动态过程,用来分析不考虑土体缓冲效应下的落石冲击力,结果与瑞士算法基本一致,略大于日本算法。进一步地,取不同厚度的素填土、粉质黏土和砂质粉土3种缓冲土层,分析不同坠落高度条件下落石经过土体缓冲后对结构的冲击力,发现土体的缓冲能力与土层厚度、缓冲能力与坠落高度均大致呈指数函数关系;坠落高度对缓冲能力的影响基本不随缓冲土体选材改变而变化;同样厚度条件下粉质黏土缓冲能力最大,素填土次之,砂质粉土最小。研究成果表明实际工程中缓冲土层厚度宜设定为2～3 m。