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作者：苗守举;张川;钟汉清;
单位：江西省交通投资集团有限责任公司项目建设管理公司;西南交通大学;华东交通大学;
摘要：为了评估铺设砂垫层的钢筋混凝土（Reinforced Concrete,RC）棚洞顶板在落石冲击作用下的损伤度，提出了一种用于冲切力作用下棚洞顶板的损伤评估方法。设计了弧形试验板及90 cm厚的砂土层试验模型，开展了能量为50～250 kJ的9组冲击试验，通过高速摄影、动态数采系统采集试验数据，研究了试验板的冲击力响应特征。采用光滑粒子流体动力学-有限元法（SmoothedParticle Hydrodynamics-Finite Element Method,SPH-FEM）耦合方法建立了冲击试验动力有限元模型，拓展分析了模型的冲击动力响应特征。选取落石质量和冲击速度作为损伤评估主控变量，建立了基于冲切承载力的损伤评估指标，并划分损伤评估等级，通过仿真试算与拟合建立了损伤评估曲线图解方法，并分析了RC板参数、缓冲层厚度对板件损伤度的影响，对比分析了活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,RPC）与普通混凝土板的抗冲击性能。研究结果表明：在相同的冲击能量下，落石质量越大，板件损伤程度更大；混凝土抗压强度对板件损伤度影响最大，钢筋屈服强度对板件损伤度影响最小。缓冲层厚度对板件损伤度影响显著，板件在60 cm缓冲层防护下的抗冲击性能相比于90 cm缓冲层下降20%～30%;RPC板具有良好的抗冲击性能，约为C40混凝土板的2～3倍。
关键词：铁路防灾;;落石;;模型试验;;棚洞板;;数值模拟;;损伤评估
基金资助：江西省交通运输厅科技项目(2023H0018);; 国家自然科学基金青年科学基金(52208407)
