活塞杆点支式柔性缓冲系统冲击力学行为

摘要

针对公路、铁路沿线棚洞结构的落石防护问题,提出了活塞杆点支式柔性缓冲系统,该系统支撑于棚洞结构顶部,由缓冲器、环形网、支撑绳、活塞杆组成,对棚洞结构起缓冲防护作用.为研究缓冲系统冲击力学行为,设计了子结构模型,开展了25kJ能量冲击试验,结合动力非线性分析,研究了子结构模型的冲击变形、传力途径、内力响应以及缓冲消能特性.研究表明:活塞杆点支式柔性缓冲系统可有效实现落石防护,系统具有松弛变位、顶紧压缩、回弹释放三阶段变形特征,可实现缓冲、自复位及落石的可引导弹出;与普通钢压杆支撑模型相比,子结构模型的冲击力作用持时延缓67％,冲击力峰值降幅达30％;在相同冲击能量下,与砂土缓冲垫层和EPS缓冲垫层的冲击力相比,子结构模型冲击力峰值降幅分别达到69％和61％.最后,通过弹簧刚度参数分析,拟合得到子结构模型的性能曲线及其P-s相关方程.