【摘 要】
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强震触发崩塌滚石冲击耗能损伤是防护工程设计的重要指标.为探索冲击过程中滚石耗能损伤演化过程,采用热力学定律分析了冲击过程中能量的传递与耗散,通过定义冲击耗能损伤因子D、Dmax,建立了滚石冲击耗能损伤理论模型与适用模型.结合工程实例,反算极限冲击力对模型进行论证与分析,提出模型的推广应用.结果表明:滚石冲击耗能损伤过程满足热力学第一定律,能量主要贡献于防护工程弹塑性势能的积聚,Dmax受滚石质量、弹性模量、抛射初速度、最大冲击力、有效作用面积等的影响;最大冲击力持续增加,极限冲击耗能损伤因子增大,达到线性
【机 构】
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四川省煤田地质工程勘察设计研究院,四川 成都 610072;华杰工程咨询有限公司,北京 100029;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) ,四川 成都 610059
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强震触发崩塌滚石冲击耗能损伤是防护工程设计的重要指标.为探索冲击过程中滚石耗能损伤演化过程,采用热力学定律分析了冲击过程中能量的传递与耗散,通过定义冲击耗能损伤因子D、Dmax,建立了滚石冲击耗能损伤理论模型与适用模型.结合工程实例,反算极限冲击力对模型进行论证与分析,提出模型的推广应用.结果表明:滚石冲击耗能损伤过程满足热力学第一定律,能量主要贡献于防护工程弹塑性势能的积聚,Dmax受滚石质量、弹性模量、抛射初速度、最大冲击力、有效作用面积等的影响;最大冲击力持续增加,极限冲击耗能损伤因子增大,达到线性函数与抛物线函数图像交点C(1031 kN,0.9965)时曲线出现拐点.模型推广得到广义范围下的冲击耗能损伤演化函数曲线,冲击耗能损伤全过程在损伤响应、损伤线性、损伤渐进三个阶段的临界位置出现2次损伤拐点;随滚石质量增加,最大冲击力增大,极限冲击耗能损伤因子曲线先呈抛物线减小,再呈线性增加,最后呈抛物线逐渐增加直到无限趋近于1.从能量角度定量分析其损伤本质,对探究滚石运动过程能量耗散机制及防护工程的设计具有重要意义.
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