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1、第32卷第1期2015年1月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVoL32No．1Jan．2015doi：10．3969／j．issn．1002-0268．2015．01．008滾石沖擊荷載下墊層材料的動(dòng)力響應(yīng)研究向波1，何思明2，(1．四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，四JII環(huán)境研究所，四Jl莊衛(wèi)林1，王東坡2成都610041；2．中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與成都610041)摘要：棚洞墊層結(jié)構(gòu)能有效地耗散滾石沖擊能
2、量，大幅度降低滾石沖擊力，是滾石防護(hù)棚洞設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。本文以Hertz接觸理論為基礎(chǔ)，考慮棚洞土墊層的彈塑性特性，運(yùn)用動(dòng)力有限元數(shù)值仿真技術(shù)，研究了滾石法向沖擊荷栽下耗能墊層結(jié)構(gòu)，分析了滾石沖擊速度、半徑對(duì)墊層土體動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律的影響，為棚洞墊層結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。計(jì)算結(jié)果表明：按照完全彈性理論計(jì)算過高地估計(jì)了滾石沖擊力；滾石沖擊能量主要轉(zhuǎn)化為土墊層的塑性變形；土石墊層結(jié)構(gòu)能有效地吸收滾石沖擊能量，大大降低滾石對(duì)棚洞結(jié)構(gòu)的沖擊力。關(guān)鍵詞：道路工程；動(dòng)力響應(yīng)；數(shù)值模擬；滾石；法向沖擊；彈塑性；回彈中圖分類號(hào)：
3、TU435文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002—0268(2015)01—0045—05ResearchonDynamicResponseofCushionunderRockfallImpactXIANGB01，HESi—min92，ZHUANGWei．1inl，WANGDong．p02(1．HighwayPlanning，SurveyandDesignResearchInstitute，SiehuanProvincialTransportDepartment，ChengduSichuan610041，China；2
4、．InstituteofMountainHazardsandEnvironment，ChineseAcademyofSciences，ChengduSichuan610041，China)Abstract：’rhecushionofrockshedcaneffectivelydissipateimpactenergyandgreatlyreduceimpactforceofrockfall，whichisthekeyparameterforoptimaldesigningofrockfallprotection．
5、Consideringtheelastic-plasticpropertyofthecushionmaterials，basedontheHertzcontacttheoryandusingthedynamicfiniteelementnumericalsimulationtechnology，westudiedtheenergydissipationcushionstructuresunderrockfallnormalimpactload，thenweanalyzedtheeffectofimpactvelo
6、cityandradiusofrockfallondynamicalresponseofcushion，whichprovidesatheoreticalbasisforstructureoptimizationdesignofcushionofrockshed．f11lecalculationresultshowsthat(1)thevalueofimpactforcecalculatedbycompleteelastictheoryisoverestimated；(2)theimpactenergyismai
7、nlyconvertedtoplasticdeformationofsoilcushion；(3)thecushionstructureCaneffectivelyabsorbtheimpactenergyofrockfallandgreatlyreducetherockfallimpactloadontherockshed．Keywords：roadengineering；rockfall；normalimpact；elastic·plastic；restitution；dynamicresponse；nume
8、ricalsimulation0引言滾石是個(gè)別塊石因某種原因從地質(zhì)體表面失穩(wěn)后經(jīng)過下落、回彈、跳躍、滾動(dòng)或滑動(dòng)中的一種或幾種組合運(yùn)動(dòng)方式沿坡面快速下移，最后在平緩地帶或障礙物附近靜止下來的一個(gè)動(dòng)力演化過程。當(dāng)滾石運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)有人類活動(dòng)或構(gòu)筑設(shè)施并引起一定損失時(shí)，就構(gòu)成滾石災(zāi)掣1
9、。我國(guó)西部山區(qū)起伏陡峻，地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，氣候復(fù)雜多變，山體破碎，導(dǎo)致滾石災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)
