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落石冲击荷载计算方法研究
1
作者 王玉锁 田四明 +5 位作者 杨竣翔 王明年 王伟 李传宝 赵状 肖鹏 《西南交通大学学报》 北大核心 2026年第1期21-30,共10页
为明晰落石冲击力与冲击荷载的关系,定义能反映落石、缓冲土层及结构间相互作用的综合反射系数(其值越大说明对结构的冲击效应越显著),提出基于波动理论的落石冲击荷载计算方法.通过落石冲击上覆缓冲土层拱形结构试验研究落石冲击荷载... 为明晰落石冲击力与冲击荷载的关系,定义能反映落石、缓冲土层及结构间相互作用的综合反射系数(其值越大说明对结构的冲击效应越显著),提出基于波动理论的落石冲击荷载计算方法.通过落石冲击上覆缓冲土层拱形结构试验研究落石冲击荷载的大小和分布特征,得到综合反射系数的取值和影响规律,并利用所提出的计算方法分析落石冲击荷载和落石冲击力的关系;进一步明确结构的落石冲击荷载在横剖面上呈对称抛物线分布,可由拱顶处最大冲击压力峰值和结构跨度控制的二次抛物线曲线方程表征.结果表明:在落石自由下落高度10 m及缓冲土层厚度2.0 m范围内,综合反射系数与缓冲土层厚度呈显著负相关性;缓冲土层厚度2.0 m时其受落石形状及下落高度影响较小,可取0.55;当厚度为1.0、0.5 m时,立方体落石的综合反射系数要大于球面体或锥体落石,且与落石下落高度呈正相关;结构所受落石冲击荷载的合力与落石对缓冲土层的冲击力与缓冲土层厚度和落石形状有关,当缓冲土层厚度为2.0 m时二者接近,前者稍小于后者,将落石冲击荷载合力等于落石冲击力对结构设计是偏于安全的,当缓冲土层厚度小于2.0 m时反之,且厚度越小相差的倍数越大;缓冲土层厚度1.0 m时,立方体落石冲击荷载合力较落石冲击力平均增大约20倍,而球顶锥体的增大约3倍,缓冲土层厚度0.5 m时,两种形状的落石冲击荷载合力较落石冲击力平均增大分别约30倍和10倍;相同条件下,立方体落石的冲击荷载合力大于球顶锥体的,且随落石下落高度增大或缓冲土层厚度减小,立方体与球顶锥体相差倍数越大. 展开更多
关键词 落石冲击荷载 缓冲土层 综合反射系数 落石冲击力
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缓冲层-桩板墙组合支护膨胀土边坡现场试验研究
2
作者 杨果林 李文生 +3 位作者 段君义 杨啸 李兴瑷 夏晓鹏 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期24-33,共10页
为研究缓冲层对桩板墙结构支护膨胀土边坡的力学与变形特性的影响,以湖北当阳某铁路膨胀土边坡的桩板墙-缓冲层[包括聚苯乙烯泡沫(EPS)缓冲层和袋装砂石缓冲层2种]组合支护结构为对象,通过实施现场试验,分析气候环境作用下该组合支护结... 为研究缓冲层对桩板墙结构支护膨胀土边坡的力学与变形特性的影响,以湖北当阳某铁路膨胀土边坡的桩板墙-缓冲层[包括聚苯乙烯泡沫(EPS)缓冲层和袋装砂石缓冲层2种]组合支护结构为对象,通过实施现场试验,分析气候环境作用下该组合支护结构中的土体湿度、桩身位移、板后土压力及桩与板弯矩的变化规律,揭示不同缓冲层情况下膨胀土边坡-缓冲层-桩板墙组合支护结构的相互作用及其协同的力学与变形关系.结果表明:相比于袋装砂石缓冲层,EPS缓冲层能够更有效地降低侧向膨胀压力,在本试验中测得最大消减率为69%.同时,EPS缓冲层能够及时响应气候环境引起的膨胀土胀缩变化,继而动态改善板后侧向总土压力的分布,而袋装砂石缓冲层对气候环境的响应能力明显相对较弱.膨胀土边坡-EPS缓冲层-桩板墙结构三者之间能够形成稳定的协调相互作用,进而降低膨胀土膨胀特性对桩间板弯矩的影响. 展开更多
关键词 膨胀土边坡 桩板墙结构 EPS缓冲层 侧向膨胀压力 桩身弯矩
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珍珠棉颗粒土垫层与砂土垫层的力学性能比较
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作者 王星 涂鹏 +2 位作者 黄帅 聂亚伟 胡朝霞 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第3期273-280,I0005,共9页
为探究珍珠棉(expandable polyethylene,EPE)颗粒土缓冲垫层的耗能减震特性,构建1∶10几何相似比例的室内试验模型,进行EPE颗粒土垫层冲击试验.棚洞顶板上部分别铺设砂土和EPE颗粒土垫层,以5.52 kg铁球在0.8 m高度通过自由落体方式进行... 为探究珍珠棉(expandable polyethylene,EPE)颗粒土缓冲垫层的耗能减震特性,构建1∶10几何相似比例的室内试验模型,进行EPE颗粒土垫层冲击试验.棚洞顶板上部分别铺设砂土和EPE颗粒土垫层,以5.52 kg铁球在0.8 m高度通过自由落体方式进行冲击,揭示两种垫层情况下棚洞结构的响应机制.结果表明,相较于砂土垫层工况,EPE颗粒土垫层工况的顶板腹部中心应力峰值降低了25.07%,立柱压应力降低了59.37%.分别构建与试验呈1∶1的光滑粒子流体动力学模型和有限元模型,数值计算结果表明:相较于砂土垫层工况,EPE颗粒土垫层工况的顶板中心应力降低了25.59%,顶板中心位移峰值降低了22.22%,立柱压应力降低了42.02%,加速度降低了21.84%.通过实际工程模拟结果得出,EPE颗粒垫层工况下顶板腹部中心应力峰值比砂土垫层工况降低了20.56%,落石加速度峰值降低了26.01%,EPE颗粒土垫层的缓冲减震效果明显.研究成果可为隧道洞口危岩防护结构设计提供理论支撑. 展开更多
关键词 结构工程 落石冲击 缓冲垫层 珍珠棉颗粒土 砂土垫层 模型试验
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基于弹塑性修正Hertz接触理论的落石冲击力计算方法 被引量：22
4
作者 刘茂 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2012年第3期21-27,共7页
本文以弹塑性修正的Hertz接触理论为基础,考虑落石冲击缓冲层过程的复杂性和缓冲层厚度的影响,结合路基规范方法的落石冲击深度公式,得出落石最大冲击力计算方法。以日本道路公团方法计算结果上浮40%为基准值,引入参数影响系数ζ,拟合... 本文以弹塑性修正的Hertz接触理论为基础,考虑落石冲击缓冲层过程的复杂性和缓冲层厚度的影响,结合路基规范方法的落石冲击深度公式,得出落石最大冲击力计算方法。以日本道路公团方法计算结果上浮40%为基准值,引入参数影响系数ζ,拟合出参数影响系数ζ多项式函数,采用S.Kawahara等教授的试验结果,对杨其新方法进行修正,拟合出其高值(h=0.5m)与低值(h=3.0m)比值的多项式函数。本文方法与陈氏方法进行比较得知:陈氏方法的最大冲击力低值稍高于本文方法,其范围为1.05～1.02(H=5～30m)。运用布西涅斯克解,推导出了落石冲击荷载作用于拦石墙背部的附加应力计算公式,为拦石墙构筑物的结构设计打下了理论基础。 展开更多
关键词 落石 缓冲层 弹塑性 修正的Hertz接触理论 冲击力 布西涅斯克解
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落石对缓冲土层的冲击力及冲击深度理论与试验研究 被引量：1
5
作者 王玉锁 杨竣翔 +5 位作者 肖宗扬 李传宝 田四明 王伟 姚庆晨 赵状 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1078-1085,共8页
为阐明基于Hertz接触理论的落石冲击力、冲击深度计算方法及缓冲土层强化系数确定方法的适用性和可行性,通过足尺模型试验、反演分析及数理统计,开展体积约1 m^(3)重约2 t的立方体和球顶锥体2种落石形状、1~10 m下落高度及0.5~2.0 m缓... 为阐明基于Hertz接触理论的落石冲击力、冲击深度计算方法及缓冲土层强化系数确定方法的适用性和可行性,通过足尺模型试验、反演分析及数理统计,开展体积约1 m^(3)重约2 t的立方体和球顶锥体2种落石形状、1~10 m下落高度及0.5~2.0 m缓冲土层厚度的落石冲击试验研究,进行砂土缓冲层强化系数的确定及落石冲击力、冲击深度理论与试验结果的对比分析.研究结论表明:根据试验结果反演分析,99.7%置信区间的砂土缓冲层强化系数建议取值范围为0.25~10.00 GN/m^(5/2);理论计算得到的立方体落石冲击力均值较试验值平均偏大140%,球顶锥体偏大21%;理论计算得到的立方体落石冲击深度均值较试验值平均偏大112%,球顶锥体偏大5%;在强化系数99.7%置信区间内计算得到的落石冲击力和冲击深度范围值可包含全部的落石冲击力和冲击深度;相同条件下球顶锥体落石的冲击深度试验值大于立方体的冲击深度试验值,缓冲层厚度越大时冲击深度增大,而落石冲击力离散性较大,与落石形状和缓冲层厚度无明显相关性. 展开更多
关键词 落石冲击力 落石冲击深度 缓冲土层 弹塑性强化
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潮土、红壤和盐碱地障碍消减技术与产能提升模式研究进展 被引量：37
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作者 孙波 朱安宁 +2 位作者 姚荣江 沈仁芳 张佳宝 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1231-1247,共17页
耕地质量建设是保障我国粮食安全的战略需求。我国中低产耕地亟需解决酸化、盐碱、贫瘠、生物功能衰减等问题,全面提升耕地产能。中国科学院南京土壤研究所针对潮土、红壤、盐碱土等主要耕地土类,基于长期观测、研究和示范,明确了土壤... 耕地质量建设是保障我国粮食安全的战略需求。我国中低产耕地亟需解决酸化、盐碱、贫瘠、生物功能衰减等问题,全面提升耕地产能。中国科学院南京土壤研究所针对潮土、红壤、盐碱土等主要耕地土类,基于长期观测、研究和示范,明确了土壤质量演变规律和退化调控机制,发展了不同农区耕地质量培育理论和技术体系。针对潮土,阐明了有机质、团聚体和微生物联动的内稳性地力形成机制,研发了农田土壤和作物信息监测的传感设备,集成了厚沃耕层构建与大面积均衡增产模式。针对红壤,揭示了土壤酸缓冲性提升抑酸机制和关键微生物驱动养分转化机制,研发了抑酸抗酸协同技术和红壤大团聚体生物培肥技术,分类创建了江西省耕地生态培肥和产能提升模式。针对盐碱土,阐明了土壤水盐调控伴生氮素迁移转化过程,提出盐渍障碍消减与养分增效协同机理与调控技术,创新了滨海盐碱地和河套灌区次生盐渍化生态治理模式。未来研究重点在耕地质量调查与建设管理、耕地土壤障碍消减与产能提升、土壤健康管理与生态保护3个方面,突破土壤障碍消减技术瓶颈,研发系列调理剂和生物培肥产品,提升区域模式落地率,建立我国耕地质量提升和可持续利用的系统解决方案。 展开更多
关键词 潮土 红壤 盐碱地 肥沃耕层 酸缓冲性 水氮盐调控 产能提升
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