高陡邊坡落石作用對隧道棚洞的動力響應及抗沖擊研究.pdf

1、成蘭鐵路是目前國內(nèi)鐵路建設史上線路穿越地質(zhì)條件最為復雜的鐵路，其穿越龍門山區(qū)和岷江上游的高山深谷區(qū)，沿線地形海拔高差達4000m，越嶺段隧道比例占90％以上。其間遭遇落石災害的挑戰(zhàn)非常嚴峻。
　　本文以此為背景，首先對典型的6座隧道洞口進行了調(diào)研，獲取了這些洞口仰坡和落石的數(shù)據(jù)，計算得到了落石的沖擊速度和影響范圍。然后，在現(xiàn)場調(diào)研的基礎上，利用動力有限元軟件LS-DYNA對框架棚洞遭受落石沖擊作用進行了模擬，主要包括:
　　

2、1、框架棚洞在不同沖擊能量下的動力響應;
　　2、輕質(zhì)土相對于普通土的抗沖擊性能研究;
　　3、框架棚洞的最優(yōu)輕質(zhì)土墊層厚度研究;
　　在做了以上的工作之后，本文從結(jié)構形式出發(fā)提出了拱形棚洞的概念，并根據(jù)現(xiàn)場情況設計了拱形棚洞。同樣，首先利用有限元軟件LS-DYNA計算其在落石沖擊下的力學量，并與框架棚洞進行對比研究。在對比研究的基礎上，得到了拱形棚洞具有更加抗沖擊的特性之后，設計了棚洞遭受落石沖擊的室內(nèi)模型試驗，考慮