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考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析方法
被引量:
1
1
作者
余志祥
骆泓锦
+3 位作者
张丽君
骆丽茹
金云涛
赵雷
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1695-1702,共8页
针对柔性防护网在黏性泥石流通过时的透水效应问题,在柔性环连网等效薄膜有限单元(FEM)的基础上,结合S-ALE和Ergun公式的欧拉-拉格朗日耦合算法,提出了Structured-ALE-FEM耦合算法(简称S-A-F方法),实现了考虑透水效应的泥石流柔性防护...
针对柔性防护网在黏性泥石流通过时的透水效应问题,在柔性环连网等效薄膜有限单元(FEM)的基础上,结合S-ALE和Ergun公式的欧拉-拉格朗日耦合算法,提出了Structured-ALE-FEM耦合算法(简称S-A-F方法),实现了考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析。结合USGS的泥石流柔性防护模型试验,开展了泥石流柔性防护全过程动力学分析,并与试验结果进行了对比分析。研究表明:提出的耦合方法可再现泥石流冲击、爬高及渗透堆积的全过程;与试验相比,泥石流堆积高度和堆积宽度的最大误差分别为11.9%和10.3%,泥石流浆体通过量最大差量为3.2%;柔性防护网关键部件动力响应与试验相比,右侧拉锚绳、左侧拉锚绳及网片最大变形量时程曲线误差分别为3.2%,16.4%,14.4%。与不考虑阻水效应的两种理论算法相比,S-A-F方法在泥石流冲击力峰值和泥石流浆体通过量准确度较同类其他方法提升了4.69%和17.50%。提出的S-A-F耦合方法可用于黏性泥石流柔性防护工程的设计计算。
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关键词
泥石流
柔性防护网
S-ALE
薄膜等效
透水
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职称材料
柔性环形防护网顶破受力归一化分析
被引量:
1
2
作者
齐欣
余志祥
+2 位作者
张丽君
许浒
李自名
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期178-186,共9页
开展了6组环形钢丝网片单元顶破承载力试验,并基于LS-DYNA开展了非线性数值模拟,揭示了柔性环形网的顶破受力的三阶段工作特性。进一步考虑钢丝缠绕圈数、圆环直径、顶破端与环形网的面积比以及环形网长宽比等影响开展参数分析,据此提...
开展了6组环形钢丝网片单元顶破承载力试验,并基于LS-DYNA开展了非线性数值模拟,揭示了柔性环形网的顶破受力的三阶段工作特性。进一步考虑钢丝缠绕圈数、圆环直径、顶破端与环形网的面积比以及环形网长宽比等影响开展参数分析,据此提出了环形网片拉伸变形的解析计算方法,建立了顶破力-拉伸位移的相关性方程。研究结果表明:随着圆环缠绕圈数的增多,环形网的极限破断力线性增大,极限拉伸位移线性小幅减小;随着圆环直径的增加极限破断力指数型降低,极限拉伸位移线性增大;随着顶破端与网片的面积比的增大极限破断力和极限拉伸位移均幂函数持续减小,变化速率基本一致;随着环形网长宽比的增大,极限破断力和极限拉伸位移都呈幂函数减小,破断力的减小更为明显。研究成果可用于柔性防护系统环形网单元设计。
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关键词
柔性环形网
力学试验
数值模拟
归一化分析
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职称材料
高陡边坡引导式落石防护网系统原位冲击试验
被引量:
5
3
作者
骆丽茹
余志祥
+4 位作者
金云涛
张丽君
张蓝月
齐欣
赵世春
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第11期119-128,共10页
针对高陡边坡落石防护,提出了一种引导式落石防护网系统技术。通过落石运动路径全历程的动能特征分析,建立了系统的主动耗能控制方程,明确了防护系统的耗能控制原理,提出了防护技术措施,构建了引导式落石防护网系统的结构模型。设计了...
针对高陡边坡落石防护,提出了一种引导式落石防护网系统技术。通过落石运动路径全历程的动能特征分析,建立了系统的主动耗能控制方程,明确了防护系统的耗能控制原理,提出了防护技术措施,构建了引导式落石防护网系统的结构模型。设计了防护能量为2500kJ的足尺引导式柔性防护网系统模型,开展了场地冲击试验,系统试验模型铺设于破碎岩体发育的高陡坡面,铺设宽130m,高82m,纵坡约60°。考虑有、无防护系统,开展了6个落石冲击试验工况,对落石轨迹特征、冲击动能进行了对比分析。研究发现,与落石自然滚落相比,设置引导防护系统后,落石沿坡面的运动时间延长超80%,落石的碰撞次数增加约5倍,弹跳高度降幅超80%,横向偏移量降幅超50%,触底动能和坡底逸出距离均减少约65%,综合耗能比例高达89%,新系统实现了对落石崩塌灾害的"拦截-压制-引导"综合控制。
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关键词
落石防护
引导
主动耗能
冲击
原位试验
高陡边坡
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职称材料
引导式柔性网系统防落石冲击耗能机制研究
被引量:
3
4
作者
金云涛
余志祥
+3 位作者
骆丽茹
张丽君
许浒
齐欣
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第20期177-185,192,共10页
引导式柔性网系统是一种高效的柔性防护结构系统,结合原位足尺冲击试验,研究揭示了系统的防落石冲击耗能机制。基于构件受力、变形及耗能特性,研究了系统构成原理,建立了系统防护耗能机理模型。基于匀质坡面碰撞能量恢复系数为常数的假...
引导式柔性网系统是一种高效的柔性防护结构系统,结合原位足尺冲击试验,研究揭示了系统的防落石冲击耗能机制。基于构件受力、变形及耗能特性,研究了系统构成原理,建立了系统防护耗能机理模型。基于匀质坡面碰撞能量恢复系数为常数的假定,提出了系统干预下落石残余动能计算方法。开展了落石原位足尺冲击试验,研究了在有、无系统防护下的落石运动特性,并基于落石能量变化特征定义了落石能量衰减率及系统影响因子。研究表明:在防护系统干预下,落石与山体的碰撞次数平均增加至2倍以上,落石最大弹跳高度下降了82%,落石能量衰减率由69.7%增加到89.2%,落石残余动能降幅达65%,落石能量衰减的系统影响因子为0.35,系统能够有效压制引导落石运动,增加落石耗能。提出的落石残余动能计算方法得到的系统防护性能指标与试验计算结果基本一致,该计算方法可用于估算防护条件下的落石残余动能。
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关键词
引导式柔性防护系统
落石
运动分析
耗能机制
防护性能指标
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职称材料
题名
考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析方法
被引量:
1
1
作者
余志祥
骆泓锦
张丽君
骆丽茹
金云涛
赵雷
机构
西南交通大学
土木工程学院
西南交通大学
陆地
交通
地质灾害防治技术国家工程
研究
中心
西南交通大学防护结构研究中心
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1695-1702,共8页
基金
四川省科技计划项目重点研发项目(2022YFG0141)
交通运输行业重点科技项目(2020-MS3-101)
国家重点研发计划项目(2018YFC1505405)。
文摘
针对柔性防护网在黏性泥石流通过时的透水效应问题,在柔性环连网等效薄膜有限单元(FEM)的基础上,结合S-ALE和Ergun公式的欧拉-拉格朗日耦合算法,提出了Structured-ALE-FEM耦合算法(简称S-A-F方法),实现了考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析。结合USGS的泥石流柔性防护模型试验,开展了泥石流柔性防护全过程动力学分析,并与试验结果进行了对比分析。研究表明:提出的耦合方法可再现泥石流冲击、爬高及渗透堆积的全过程;与试验相比,泥石流堆积高度和堆积宽度的最大误差分别为11.9%和10.3%,泥石流浆体通过量最大差量为3.2%;柔性防护网关键部件动力响应与试验相比,右侧拉锚绳、左侧拉锚绳及网片最大变形量时程曲线误差分别为3.2%,16.4%,14.4%。与不考虑阻水效应的两种理论算法相比,S-A-F方法在泥石流冲击力峰值和泥石流浆体通过量准确度较同类其他方法提升了4.69%和17.50%。提出的S-A-F耦合方法可用于黏性泥石流柔性防护工程的设计计算。
关键词
泥石流
柔性防护网
S-ALE
薄膜等效
透水
Keywords
debris flow
flexible barrier
S-ALE
equivalent membrane
permeating water
分类号
TU449 [建筑科学—岩土工程]
X43 [环境科学与工程—灾害防治]
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职称材料
题名
柔性环形防护网顶破受力归一化分析
被引量:
1
2
作者
齐欣
余志祥
张丽君
许浒
李自名
机构
西南交通大学
土木工程学院
西南交通大学防护结构研究中心
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期178-186,共9页
基金
国家重点研发计划(2018YFC1505405)
国家自然科学基金(51678504)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费专项(2682017CX006)
四川省应用基础研究重点(2018JY0029)。
文摘
开展了6组环形钢丝网片单元顶破承载力试验,并基于LS-DYNA开展了非线性数值模拟,揭示了柔性环形网的顶破受力的三阶段工作特性。进一步考虑钢丝缠绕圈数、圆环直径、顶破端与环形网的面积比以及环形网长宽比等影响开展参数分析,据此提出了环形网片拉伸变形的解析计算方法,建立了顶破力-拉伸位移的相关性方程。研究结果表明:随着圆环缠绕圈数的增多,环形网的极限破断力线性增大,极限拉伸位移线性小幅减小;随着圆环直径的增加极限破断力指数型降低,极限拉伸位移线性增大;随着顶破端与网片的面积比的增大极限破断力和极限拉伸位移均幂函数持续减小,变化速率基本一致;随着环形网长宽比的增大,极限破断力和极限拉伸位移都呈幂函数减小,破断力的减小更为明显。研究成果可用于柔性防护系统环形网单元设计。
关键词
柔性环形网
力学试验
数值模拟
归一化分析
Keywords
steel wire ring net
mechanical test
numerical simulation
normalization analysis
分类号
TU476 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
高陡边坡引导式落石防护网系统原位冲击试验
被引量:
5
3
作者
骆丽茹
余志祥
金云涛
张丽君
张蓝月
齐欣
赵世春
机构
西南交通大学
土木工程学院
陆地
交通
地质灾害防治技术国家工程实验室
西南交通大学防护结构研究中心
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第11期119-128,共10页
基金
国家重点研发计划课题(2018YFC1505405)
国家自然科学基金(51408498,51678504)
+2 种基金
四川省科技计划重点项目(2018JY0029)
四川省重点研发项目(2019YFG0001)
四川省交通运输科技项目(2018-B-03)。
文摘
针对高陡边坡落石防护,提出了一种引导式落石防护网系统技术。通过落石运动路径全历程的动能特征分析,建立了系统的主动耗能控制方程,明确了防护系统的耗能控制原理,提出了防护技术措施,构建了引导式落石防护网系统的结构模型。设计了防护能量为2500kJ的足尺引导式柔性防护网系统模型,开展了场地冲击试验,系统试验模型铺设于破碎岩体发育的高陡坡面,铺设宽130m,高82m,纵坡约60°。考虑有、无防护系统,开展了6个落石冲击试验工况,对落石轨迹特征、冲击动能进行了对比分析。研究发现,与落石自然滚落相比,设置引导防护系统后,落石沿坡面的运动时间延长超80%,落石的碰撞次数增加约5倍,弹跳高度降幅超80%,横向偏移量降幅超50%,触底动能和坡底逸出距离均减少约65%,综合耗能比例高达89%,新系统实现了对落石崩塌灾害的"拦截-压制-引导"综合控制。
关键词
落石防护
引导
主动耗能
冲击
原位试验
高陡边坡
Keywords
rockfall protection
guide
active energy dissipation
impact
in-situ experiment
high and steep slope
分类号
U213.155 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
引导式柔性网系统防落石冲击耗能机制研究
被引量:
3
4
作者
金云涛
余志祥
骆丽茹
张丽君
许浒
齐欣
机构
西南交通大学
土木工程学院
陆地
交通
地质灾害防治技术国家工程实验室
西南交通大学防护结构研究中心
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第20期177-185,192,共10页
基金
国家重点研发计划课题(2018YFC1505405)
国家自然科学基金(51408498,51678504)
+3 种基金
四川省科技计划重点项目(2018JY0029)
四川省重点研发项目(2019YFG0001)
四川省交通运输科技项目(2018-B-03)
四川省科技计划项目(2019YYJC0545)。
文摘
引导式柔性网系统是一种高效的柔性防护结构系统,结合原位足尺冲击试验,研究揭示了系统的防落石冲击耗能机制。基于构件受力、变形及耗能特性,研究了系统构成原理,建立了系统防护耗能机理模型。基于匀质坡面碰撞能量恢复系数为常数的假定,提出了系统干预下落石残余动能计算方法。开展了落石原位足尺冲击试验,研究了在有、无系统防护下的落石运动特性,并基于落石能量变化特征定义了落石能量衰减率及系统影响因子。研究表明:在防护系统干预下,落石与山体的碰撞次数平均增加至2倍以上,落石最大弹跳高度下降了82%,落石能量衰减率由69.7%增加到89.2%,落石残余动能降幅达65%,落石能量衰减的系统影响因子为0.35,系统能够有效压制引导落石运动,增加落石耗能。提出的落石残余动能计算方法得到的系统防护性能指标与试验计算结果基本一致,该计算方法可用于估算防护条件下的落石残余动能。
关键词
引导式柔性防护系统
落石
运动分析
耗能机制
防护性能指标
Keywords
guided flexible protection system
rockfall
motion analysis
energy dissipation mechanism
index of protection performance
分类号
U213.155 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑透水效应的泥石流柔性防护网耦合分析方法
余志祥
骆泓锦
张丽君
骆丽茹
金云涛
赵雷
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
柔性环形防护网顶破受力归一化分析
齐欣
余志祥
张丽君
许浒
李自名
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021
1
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职称材料
3
高陡边坡引导式落石防护网系统原位冲击试验
骆丽茹
余志祥
金云涛
张丽君
张蓝月
齐欣
赵世春
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021
5
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下载PDF
职称材料
4
引导式柔性网系统防落石冲击耗能机制研究
金云涛
余志祥
骆丽茹
张丽君
许浒
齐欣
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021
3
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