钢棚洞结构EPS-细砂复合缓冲层性能

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1、国内图书分类号：TU317+.1密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文钢棚洞结构EPS-细砂复合缓冲层性能国家自然科学基金资助项目（编号：51678504）四川省应用基础研究项目（编号：2018JY0029）年级二零一五级姓名吴佳楠申请学位级别工程硕士专业建筑与土木工程指导老师赵世春教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TU317+.1U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasteDegreeThesisTheperformanceofEPS-fines

2、andcompositebufferlayerinsteelshedstructureNationalNaturalScienceFoundationofChina(No:51678504)SichuanAppliedBasicResearchProject(No.2018JY0029)Grade:2015Candidate:WUJiananAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:ArchitectureandcivilengineeringSupervisor:A

3、ssociateProf.ZhaoShichunMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要本文以钢棚洞结构缓冲层为研究对象，通过试验结合数值仿真的方法，得到不同冲击能量下钢棚洞结构的动力响应特性，以及配比对EPS-细砂复合缓冲层性能的影响，为缓冲垫层优化设计提供可靠的理论依据。主要研究结论如下：（1）在缓冲层配比、落石质量等条件相同的情况下，落石冲击高度（能量）越高钢棚洞工字梁振动越剧烈，峰值加速度越大，且呈非线性增长趋势增长。最大应变值相应增加，落石高度（能量）与峰值应变增长趋势几成线性关系。（2）采用E

4、PS-细砂复合缓冲层相较于传统细砂缓冲层能够有效的降低钢棚洞结构受落石冲击时工字梁的峰值加速度以及峰值应变，且由于EPS材料密度较低能够有效降低结构自重。所以，在工程设计当中将传统细砂缓冲层用EPS-细砂缓冲层代替可以有效的提高钢棚洞结构抗冲击能力。（3）在分别采用相同厚度细砂缓冲层、EPS-细砂复合缓冲层、EPS缓冲层时，EPS缓冲层受落石冲击时最大冲击力最小，EPS-细砂复合缓冲层受落石冲击时最大冲击力较低，采用细砂缓冲层时落石冲击力最大。（4）采用EPS-细砂复合缓冲层时，随着EPS材料在复合缓冲层中配比比例的提高

5、其抗冲击能也提高，落石最大冲击力减小。但是，随着EPS材料在复合缓冲层中配比比例的增加，落石最大冲击力的降低幅度变小。（5）采用EPS-细砂复合缓冲层时，随着EPS材料在复合缓冲层中配比比例的提升，其本身耗能速率减弱，将落石冲击速度降到最低值的时间变长。关键词：落石；棚洞结构；动力响应；EPS-细砂复合缓冲层；配比；西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractThispapertakesthesteelshedstructurebufferlayerastheresearchobject.Throughexpe

6、rimentscombinedwithnumericalsimulationmethods,thedynamicresponsecharacteristicsofthesteelshedstructureunderdifferentimpactenergyandtheeffectoftheratioontheperformanceoftheEPS-finesandcompositebufferlayerareobtained,Itprovidesreliabletheoreticalbasisforoptimaldesi

7、gnofcushion.Themainfindingsareasfollows：(1)Underthesameconditionsofbufferlayerratioandrockmass,thehighertheimpactheight(energy)ofrock,themoreseverethevibrationofthebeamofthesteelshed,thegreaterthepeakacceleration,andthenon-linearincreasingtrend.Themaximumstrainva

8、lueincreasesaccordingly,andtherockheight(energy)islinearlyrelatedtothepeakstraingrowthtrend.(2)TheuseofEPS-finesandcompositebufferlayercaneffectivelyreducethep