滚石冲击闭孔泡沫铝夹芯板耗能缓冲机理研究

Study on the Dissipating Effects of Aluminum Foam Sandwich Panel Under Rockfall Impact

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摘要在山区构筑物外表面覆盖一层缓冲材料能有效减小滚石冲击危害,达到保护工程结构的目的.为此,将泡沫铝作为一种耗能缓冲材料引入滚石灾害冲击领域,并将其与钢板组合为夹芯板结构,采用静力压载试验及动力有限元对滚石冲击泡沫铝夹芯板动力响应进行分析,揭示泡沫铝夹芯板耗能缓冲作用机理.结果表明:泡沫铝及夹芯结构在进入屈服强度后有较宽的耗能缓冲平台,可吸收大量冲击能量;同时夹芯板结构可有效降低被保护物结构挠度变形,伴随夹芯钢板厚度不断增大,垫层冲击坑深度不断降低,被保护结构中心点变形有较明显下降,但过大的钢板厚度使得泡沫铝夹芯板整体刚度增强,反而不利于泡沫铝夹芯板能量耗散.因此,在泡沫铝缓冲垫层结构设计时,应综合考虑被保护物结构所容许的变形量及承受冲击力双重控制指标.

作者王东坡 ^[1] 何思明 ^[2] 李新坡 ^[3] 吴永 ^[3] 孙新坡 ^[4] 学术成果认领

作者单位成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都,610059 ^[1] 中科院水利部成都山地灾害与环境研究所,四川成都610041;中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心,北京100101 ^[2] 中科院水利部成都山地灾害与环境研究所,四川成都,610041 ^[3] 西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳,621010 ^[4]

关键词滚石泡沫铝夹芯板耗能缓冲 rockfall aluminum foam sandwich slab energy dissipation

分类号 TU443

栏目名称 水利与土木工程

DOI 10.15961/j.jsuese.2016.01.007

发布时间 2016-05-24

基金项目

国家重点基础研究发展计划资助项目 中国科学院科技服务网络计划资助项目 国家自然科学基金资助项目