被动柔性防护系统对落石冲击作用的传播效应

作     者：齐欣 余志祥 张丽君 许浒 赵雷 QI Xin;YU Zhixiang;ZHANG Lijun;XU Hu;ZHAO Lei

作者机构：西南交通大学土木工程学院四川成都610031 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2020年第55卷第5期

页      面：1085-1093页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFC1505405) 四川省应用基础研究项目(2018JY0029,2019YJ0221) 国家自然科学基金(51408498,51678504) 四川省重点研发项目(2019YFG0001) 四川省交通运输科技项目(2018-B-03) 中央高校基本科研业务费专项资金(2682017CX006)。 

主　　题：柔性防护网 足尺试验研究 数值分析 传播效应 

摘      要：被动柔性防护系统遭受落石冲击作用时的波传效应对系统耗能效率存在重要影响,对此开展了能量为1500 kJ的3跨足尺模型冲击试验,结合LS-DYNA开展了非线性动力分析,对比研究了柔性防护系统的冲击变形、特征点位移和钢丝绳拉力等结构响应沿支撑绳纵向的传播特征.进一步开展了4跨、5跨、6跨和7跨模型的冲击动力学模拟试验,研究了纵向传播距离增加对冲击响应的影响,包括支撑绳拉力、网片内力和系统冲击力随随波传距离增加的衰减率、构件耗能率和冲击历程的多阶段耗能率变化.研究结果表明:冲击跨支撑绳拉力明显高于边跨;冲击跨网片内力最大,两侧网片内力急剧衰减,呈高斯型衰减分布;随着系统跨数增加,落石冲击变形极值变化较小,但变形时程变化差异较大;内力衰减变化明显,7跨模型中,支撑绳内力衰减超过了50%,网片内力衰减了40%,冲击力衰减了14%;随着系统传播距离的增加,网片、减压环以及钢柱的耗能减少,钢丝绳和其他摩擦耗能增加,第1、2阶段耗能增大,第3阶段耗能减小.