Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô phỏng số các phản ứng động của rào chắn bảo vệ đá rơi bán cứng chịu tải trọng va chạm ở các vị trí khác nhau
Tóm tắt
Để xác định hành vi cơ học của các rào chắn bảo vệ đá rơi bán cứng, cơ chế tiêu tán năng lượng của hệ thống đã được nghiên cứu dựa trên lý thuyết tính toán năng lượng và phân tích cơ học, và một phương pháp thiết kế dựa trên năng lượng đã được giới thiệu cho rào chắn. Một rào chắn bảo vệ đá rơi bán cứng với khả năng tiêu tán năng lượng chuẩn là 100 kJ đã được thiết kế, và hiệu quả của nó đã được xác nhận bằng thử nghiệm quy mô đầy đủ. Các đặc điểm biến dạng và cơ chế lực của hệ thống đã được nghiên cứu để tiết lộ các đặc tính hoạt động theo hai giai đoạn của hệ thống. Sau khi xây dựng một mô hình số và xác thực nó bằng cách so sánh kết quả mô phỏng và thử nghiệm, các nghiên cứu tham số đã được tiến hành để điều tra các phản ứng động của rào chắn chịu tải trọng va chạm ở các vị trí khác nhau. Kết quả cho thấy vị trí tác động có ảnh hưởng đáng kể đến hành vi động của rào chắn, bao gồm sự dịch chuyển tối đa do va chạm, độ võng và phân bố ứng suất của các cột, cũng như chế độ hỏng hóc. Để xem xét ảnh hưởng tiêu cực của các vị trí va chạm so với thử nghiệm chuẩn được định nghĩa trong EAD 340,059–00-0106, các hệ số khuếch đại của các chỉ số chính đã được xác định và các giá trị liên quan đã được đề xuất. Các hệ số khuếch đại của sự dịch chuyển tối đa, lực đỉnh tối đa của dây thép, độ võng của các cột thép tại điểm va chạm và mô men uốn đáy của các cột bên lần lượt là 1.23, 2.5, 1.06 và 1.5.
Từ khóa
#rào chắn bảo vệ đá rơi #mô phỏng số #hành vi động #tải trọng va chạm #năng lượngTài liệu tham khảo
BS ISO 2048 (2017) Steel wire ropes-requirements. International standard
Caviezel A, Demmel SE, Ringenbach A, Bühler Y, Lu G, Christen M, Dinneen CE, Eberhard LA, Von Rickenbach D, Bartelt P (2019) Reconstruction of four-dimensional rockfall trajectories using remote sensing and rock-based accelerometers and gyroscopes. Earth Surf Dynam 7(1):199–210. https://doi.org/10.5194/esurf-7-199-2019
Descoeudres F, Stoffel SM, Boll A, Gerber WLV (1999) Coping study on disaster resilient infrastructure. United Nations Office for Disaster Risk Reduction. https://www.undrr.org/publication/coping-study-disaster-resilient-infrastructure
EOTA (2013) ETAG 027: Guideline for European technical approval of falling rock protection kits. Belgium, Brussels
EOTA (2018) Falling rock protection kits. European Assessment Document- EAD 340059–00–0106
Escallón JP, Wendeler C, Chatzi E, Bartelt P (2014) Parameter identification of rockfall protection barrier components through an inverse formulation. Eng Struct 77:1–16. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2014.07.019
Fang ZW (2019) National geological disaster Bulletin. China Geological Survey (in Chinese)
Faridmehr I, Tahir MM, Osman MH, Azimi M (2020) Cyclic behaviour of fully-rigid and semi-rigid steel beam-to-column connections. Int J Steel Struct 20(2):365–385. https://doi.org/10.1007/s13296-019-00290-8
Gentilini C, Govoni L, de Miranda S, Gottardi G, Ubertini F (2012) Three-dimensional numerical modelling of falling rock protection barriers. Comput Geotech 44:58–72. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2012.03.011
Geobrugg (2017) Rockfall protection barriers RXE. https://www.geobrugg.com/en/Rockfall-protection-barriers-RXE-7955,7859.html
Gerber W, Boell A (2006) Type-testing of rockfall barriers-comparative results. Int Proceed Interpraevent Cong 189–198
Kwan JSH, Chan SL, Cheuk JCY, Koo RCH (2014) A case study on an open hillside landslide impacting on a flexible rockfall barrier at Jordan Valley. Hong Kong Landslides 11(6):1037–1050. https://doi.org/10.1007/s10346-013-0461-x
Livermore Software Technology Corporation (2007) LS-Dyna keyword user’s manual
Mentani A, Govoni L, Gottardi G, Lamber S, Bourrier F, Toe D (2016) A new approach to evaluate the effectiveness of rockfall barriers. Procedia Engineering 158:398–403. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.08.462
Miranda SD, Gentilini C, Gottardi G, Govoni L, Mentani A, Ubertini F (2015) Virtual testing of existing semi-rigid rockfall protection barriers. Eng Struct 85:83–94. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2014.12.022
Moon T, Oh J, Mun B (2014) Practical design of rockfall catch fence at urban area from a numerical analysis approach. Eng Geol 172:41–56. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2014.01.004
Muraishi H, Samizo M, Sugiyama T (2005) Development of a flexible low-energy rockfall protection fence. Quarterly Report of RTRI 46(3):161–166. https://doi.org/10.2219/rtriqr.46.161
National Railway Administration of People's Republic of China (2016) Rockfall impact tests method and evaluation of railway slope flexible passive protection product. TB/T 3449–2016 (in Chinese)
Qi X, Pei X, Han R, Yang Y, Meng Q, Yu ZX (2018) Analysis of the effects of a rotating rock on rockfall protection barriers. Geotech Geol Eng 36(5):3255–3267. https://doi.org/10.1007/s10706-018-0535-6
Toe D, Mentani A, Govoni L, Bourrier F, Gottardi G, Lambert S (2018) Introducing meta-models for a more efficient hazard mitigation strategy with rockfall protection barriers. Rock Mech Rock Eng 51(4):1097–1109. https://doi.org/10.1007/s00603-017-1394-9
Tran PV, Maegawa K, Fukada S (2013a) Experiments and dynamic finite element analysis of a wire-rope rockfall protective fence. Rock Mech Rock Eng 46(5):1183–1198. https://doi.org/10.1007/s00603-012-0340-0
Tran PV, Maegawa K, Fukada S (2013b) Prototype of a wire-rope rockfall protective fence developed with three-dimensional numerical modeling. Comput Geotech 54:84–93. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2013.06.008
Volkwein A (2005) Numerical simulation of flexible rockfall protection systems. Computing in Civil Engineering. https://doi.org/10.1061/40794(179)122
Volkwein A, Gerber W, Klette J, Spescha G (2019) Review of approval of flexible rockfall protection systems according to ETAG 027. Geosciences 9(1):1–17. https://doi.org/10.3390/geosciences9010049
Washington State Transportation Center (TRAC) (2005) Analysis and design of wire mesh/cable net slope protection. Final research report. https://merritt.cdlib.org/d/ark%3A%2F13030%2Fm5tf4jpd/1/producer%2FCA05-0222.pdf
Xu H, Gentilini C, Yu ZX, Qi X, Zhao SC (2018) An energy allocation based design approach for flexible rockfall protection barriers. Eng Struct 173:831–852. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.07.018
Yu ZX, Qiao YK, Zhao L, Xu H, Liu YP (2018) A simple analytical method for evaluation of flexible rockfall barrier part 1: working mechanism and analytical solution. Adv Steel Constr, 14(2):115–141. https://doi.org/10.18057/IJASC.2018.14.2.1
Yu ZX, Zhao L, Liu YP, Zhao SC, Xu H, Chan SL (2019) Studies on flexible rockfall barriers for failure modes, mechanisms and design strategies: a case study of western China. Landslides 16(2):347–362. https://doi.org/10.1007/s10346-018-1093-y
Zhao H, Wang R, Li QM, Wu H, Hou CC, An G (2020b) Experimental and numerical investigation on impact and post-impact behaviours of H-shaped steel members. Eng Struct 216:110750. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.11075
Zhao L, Yu ZX, Liu YP, He JW, Chan SL, Zhao SC (2020a) Numerical simulation of responses of flexible rockfall barriers under impact loading at different positions. J Constr Steel Res 167:105953. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.105953