滚石冲击下棚洞破坏动力响应分析及改进对策——以川藏公路(安久拉山南麓)门式棚洞为例

摘要：

位于川藏公路安久拉山南麓的门式防滚石棚洞,在路边高陡边坡滚石冲击下已严重损坏,滚石冲击产生的巨大冲击力导致棚洞纵梁、顶板、梁柱连接处等应力集中部位发生破坏,且滚石冲击后大量堆积在棚顶成为永久荷载.在现场通过卷尺测得棚洞结构尺寸,使用测距仪测得棚顶堆积滚石的最大粒径D=1 m,滚石的最大下落高度H=20 m.为解决门式棚洞存在的安全问题,提出在棚顶设置凹槽并在槽内铺设厚度为10～70 cm、向外坡度为6°的橡胶垫层对原结构进行改造.借助LS-DYNA动力有限元软件按实际尺寸分别建立改进前后的棚洞有限元模型,并模拟改进前后棚洞在滚石冲击最不利工况(H=20 m,D=1 m)下棚洞结构的动力响应,通过数值模拟结果的对比来验证改进后棚洞的受力性能,研究结果发现:改进后的棚洞相对于原棚洞,最大等效应力减小72％、棚顶最大挠度减小45％、落石冲击力减小62％、滚石堆积在棚洞顶板的概率显著降低,说明在棚顶设置起坡橡胶垫层的措施可有效解决目前门式棚洞存在的安全问题.

关键词：棚洞、滚石、动力响应、优化改造

所属期刊栏目：46

分类号：U417.1;P642.21;TU457(道路工程)

在线出版日期：2019-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：57-66