滚石冲击改进型开口帘式网耗能机制研究

摘要

帘式网是以引导、消能为主要作用机制的滚石柔性防护结构。传统帘式网因受制于维护难、成本高等问题,阻碍了其在滚石防治领域的推广应用。为此,基于下开口设计理念并优化传统帘式网拖尾长度提出了一种改进型开口帘式网。通过开展滚石冲击现场原位试验,研究不同拖尾长度对改进型开口帘式网耗能机制的影响。试验结果表明:改进型开口帘式网解决了滚石停滞网内清理不便的问题,其自身的裹挟、摩擦作用有效发挥了结构的柔性耗能特性,从而降低了滚石冲击能量;当拖尾长度由3 m增加到7 m时,滚石动能衰减率提高约20%,但其增幅呈下降趋势。为进一步提升改进型开口帘式网的耗能效果,通过数值模拟研究了滚石不同冲击位置和冲击角度对帘式网耗能效果的影响。模拟结果表明:滚石冲击帘式网中部时动能衰减率高于边侧位置,最高可提升20%;当滚石冲击方向与帘式网的夹角近似为45°时,滚石动能衰减率最高可达74.1%。因此,在实际工程中可通过合理设置帘式网拖尾长度、布设位置与倾斜角度使其耗能效果达到最大化。