落石冲击作用下钢筋混凝土棚洞结构的动力系数研究

摘要

我国山区地势复杂,经常发生崩塌落石等地质灾害.钢筋混凝土棚洞作为一种防护结构,是工程中最为有效的防治措施之一.由于落石冲击棚洞是一个非常复杂的过程,至今还没有研究出一种针对棚洞的合理计算方法,导致棚洞在工程设计中缺乏一定的理论依据.以钢筋混凝土棚洞为原型,通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,考虑不同能量的落石冲击不同位置的情况下,分析了钢筋混凝土棚洞的动静力响应及其冲击动力系数,得到了弹塑性状态下棚洞冲击动力系数的变化规律.据此,棚洞结构的动力冲击设计可转化为落石的静力荷载作用下的设计,即通过钢筋混凝土棚洞结构在落石静力荷载作用下的最大响应乘以考虑了能量因素的冲击动力系数可以确定落石冲击作用下钢筋混凝土棚洞结构最大动力响应.为今后的钢筋混凝土棚洞结构在不同冲击能量的落石作用下的设计提供了依据,并使得该动力冲击设计过程变成了简单的基于能量的静荷载设计.