落石冲击拦石墙的动力响应模拟研究

摘要：

为深入研究落石冲击作用下拦石墙的动力响应特征,以达到提高拦石墙结构设计安全性的目的,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了相应的有限元模型.首先结合已有的模型试验以及常见的冲击力计算公式验证了有限元模型的可靠性,然后重点分析了落石质量、落石冲击速度、落石冲击角度、落石形状等4个因素对落石冲击拦石墙结构动力响应的影响规律.动力响应评价从冲击力、冲击变形、拦石墙Mises等效应力3方面进行.结果表明:冲击力、冲击变形、拦石墙Mises等效应力与落石质量、落石冲击速度呈正相关;法向冲击力、冲击变形与落石冲击角度呈正相关,且冲击角度为90°时,法向冲击力达到最大;切向冲击力随落石冲击角度的增加呈先增大后减小的趋势,切向冲击变形与落石冲击角度呈负相关;拦石墙Mises等效应力与落石冲击角度呈正相关;落石形状对动力响应影响较大,长方体落石产生的冲击力、拦石墙Mises等效应力分别为球体落石的4～7,4～6倍,冲击变形为球体落石的1/4～1/3;长方体落石与缓冲层接触面积越大,冲击力、拦石墙Mises等效应力越大,冲击变形越小.针对具体的拦石墙工程问题,应正确认识落石冲击作用下拦石墙的动力响应规律,才能采取有效的措施,减少不必要的损失.

关键词：道路工程、动力响应、数值模拟、拦石墙、落石

所属期刊栏目：39

分类号：U417.1(道路工程)

资助基金：国家重点研发计划2019YFC1509701

在线出版日期：2022-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：21-29