不同形状落石冲击砂垫层试验结果及分析

摘要

棚洞结构是山区公路抵抗落石冲击的重要工程手段,落石冲击响应的研究对落石灾害防护结构棚洞结构的设计至关重要。针对不同落石形状导致的冲击作用差异,通过3D打印模具,加工了5种不同形状的砂浆椭球体,研究了5种不同形状落锤对砂垫层的冲击效应。结果表明:不同形状落石的加速度时程曲线不同,达到峰值加速度的先后顺序为D_(5)、D_(4)、D_(3)、D_(2)、D_(1),冲击持续时间为D_(1)>D_(2)>D_(3)>D_(4)>D_(5);不同形状冲击力大小总有尖端椭球体(D_(1)、D_(2))<球体(D_(3))<扁平椭球体(D_(4)、D_(5)),以球体落石冲击力为基准,得到引入形状系数的冲击力计算公式;通过对冲击力结果的拟合分析发现下落高度对冲击力的影响相对独立,不随落石形状的变化而变化。