發(fā)布時間：2020-10-23 07:49

　　 泥石流作為一種常見的地質災害,災害發(fā)生時,泥石流中夾雜的巨礫、塊石沖擊是導致建筑物、構筑物等破壞的主要原因之一。本文針對甘肅省部分地區(qū)小流域泥石流夾雜的巨礫、塊石災害嚴重,借鑒格柵式攔擋結構在泥石流災害防治中“水石分離”的思想,以及高強度的鋼絞線索網(wǎng)在大跨度空間結構中的應用,提出一種新的攔擋結構體系——鋼管柱-索網(wǎng)體系,來抗泥石流塊石的沖擊。本文采用理論分析,利用ANSYS/LS-DYNA數(shù)值模擬,結合試驗研究的方法,探究鋼管柱-索網(wǎng)體系在泥石流塊石沖擊荷載作用下的沖擊動力響應。具體研究內容如下:(1)提出鋼管柱-索網(wǎng)體系,對體系中的單根索進行有限元分析,探究兩端固定約束條件下不同長度的鋼絞線索在沖擊荷載作用下的動力響應,使用不同的單元類型對單根鋼絞線進行模擬,對比沖擊力峰值、沖擊點處位移峰值,確定合適的單元模擬鋼絞線。對體系中的鋼管進行模擬分析,探究在沖擊荷載作用下不同鋼管壁厚、不同沖擊速度和不同沖擊高度因素下的動力響應,結果表明厚壁鋼管具有良好的抗沖擊性能。對鋼管柱-索網(wǎng)體系中的一類結構,即三種兩鋼管-索網(wǎng)結構和一種三鋼管-索網(wǎng)結構,探究在沖擊荷載作用下的沖擊響應,得到該結構的破壞模式。(2)通過對鋼管柱-索網(wǎng)體系中的一類結構的參數(shù)分析,得到不同參數(shù)(索類型不同,鋼絞線索的直徑不同,鋼管壁厚不同,鋼管屈服強度不同)下結構的沖擊力時程響應,沖擊力峰值、位移峰值和加速度峰值,鋼絞線沖擊點附近的軸向應力的時程響應,以及鋼管的應力、應變變化情況和結構的破壞模式。并提出加支撐型鋼管柱-索網(wǎng)結構和鋼管混凝土-索網(wǎng)結構,對其進行沖擊荷載作用下的動力響應研究和破壞模式分析,其中加支撐型結構和加混凝土結構的沖擊力峰值比體系中一類結構的沖擊力峰值大,位移峰值小。(3)利用自行設計的沖擊試驗平臺,對鋼管柱-索網(wǎng)體系中兩鋼管-索網(wǎng)結構,加側向支撐兩鋼管-索網(wǎng)結構,三鋼管-索網(wǎng)結構和加側向支撐三鋼管-索網(wǎng)結構的縮尺模型進行沖擊試驗研究,采用DHDAS動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)對結構的關鍵測點進行動應變、動位移和動加速度的數(shù)據(jù)采集,通過數(shù)據(jù)分析,對比有限元模擬結果中位移峰值和加速度峰值,兩者規(guī)律一致,驗證了鋼管柱-索網(wǎng)體系的合理性。
【學位單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：P642.23
【部分圖文】：

年甘肅舟曲三眼峪泥石流[5]圖1.1 近幾年泥石流災害由于泥石流災害嚴重，很多學者致力于泥石流的運動機理、構成成分，防治結構等方面的研究。張楠等通過對2005年至2015年間10927起泥石流災害的統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)泥石流災害集中分布在四川、云南、西藏東部、甘肅南部等西省份部和福建、廣東等東南沿海省份、特大型和大型災害損失最為慘重等時空分布特點。對具體

TR-shear 應力 Von Mises 應力 c) t=0.0180s鋼絞線的應力圖2.4 1m長Beam161單元的鋼絞線受10m/s直徑200mm沖擊時的應力分析由圖 2.4 分析，對于應力值，Von Mises 應力一直大于其它三種應力。鋼絞線的 Von Mises 應力和 Axial 應力會出現(xiàn)強化。鋼絞線出現(xiàn)應力強化時，沖擊點處應

鋼管采用映射網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格大小20mm，鋼球采用自由網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格大小20mm。以直徑300mm沖擊物，沖擊高度750mm，沖擊鋼管為例，有限元模型見下圖3.1，其中圖3.1 a） 159 mm 2mm；b） 159 mm 4mm；c） 1 59 mm 6mm；d） 1 59 mm 8mm；e） 159 mm 10mm；f） 159 mm 12mm；g) 114 mm 4mm；h) 114 mm 8mm；i) 140 mm 4mm；j) 140 mm 8mm。
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孔新宇;;環(huán)形桁架索網(wǎng)結構動力學特性分析[J];科技創(chuàng)新與應用;2016年13期

2 劉占省;張然;;溫度作用下馬鞍形索網(wǎng)結構的力學性能[J];建筑技術;2012年10期

3 馮全敢;厲林海;;復位平衡法在索網(wǎng)結構找力分析中的應用[J];山西建筑;2011年16期

4 周煥廷;李國強;;雙曲索網(wǎng)結構極限能力影響因素分析[J];四川建筑科學研究;2009年02期

5 魏德敏;李杰超;;大跨索網(wǎng)結構風振系數(shù)分析[J];華中科技大學學報(城市科學版);2008年03期

6 王琦,韓永強,馬愛民;預應力索網(wǎng)結構的非線性有限元分析[J];陜西師范大學學報(自然科學版);2003年S1期

7 李揚,高日,晏景通;自重對索網(wǎng)結構找形的影響[J];四川建筑科學研究;2003年02期

8 晏景通,高日;索網(wǎng)結構兩種找形方法的比較與分析[J];鋼結構;2002年01期

9 沈祖炎，高振鋒，張其林;索網(wǎng)結構幾何非線性分析的增量理論[J];同濟大學學報(自然科學版);1996年04期

10 張新培;“小震”作用下索網(wǎng)結構可靠指標β的計算方法[J];振動工程學報;1997年02期

相關博士學位論文 前7條

1 朱萬旭;超大型索網(wǎng)錨固體系及其極限與疲勞性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

2 楊癸庚;星載網(wǎng)狀反射面天線反射面賦形設計研究[D];西安電子科技大學;2017年

3 萬紅霞;索和膜結構形狀確定理論研究[D];武漢理工大學;2004年

4 杜敬利;超大型天線饋源索支撐系統(tǒng)與索網(wǎng)主動主反射面的力學分析與優(yōu)化設計[D];西安電子科技大學;2006年

5 齊曉志;環(huán)形桁架式可展開天線機構設計及展開動力學研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

6 周亞剛;斜拉索—輔助索系統(tǒng)動力特性和減振研究[D];同濟大學;2007年

7 劉福壽;大型空間結構動力學等效建模與振動控制研究[D];南京航空航天大學;2015年

相關碩士學位論文 前10條

1 任根立;鋼管柱-索網(wǎng)體系抗泥石流塊石沖擊性能與試驗研究[D];蘭州理工大學;2019年

2 伍承旭;剪刀式徑向可展開天線索網(wǎng)結構設計與分析[D];哈爾濱工程大學;2018年

3 王玉;模塊化拋物柱面天線反射面展開機構與索網(wǎng)結構設計與分析[D];西安電子科技大學;2018年

4 楊麗;索網(wǎng)結構的模糊調整及重力影響研究[D];西安電子科技大學;2018年

5 李娜;基于展開動力學分析的索網(wǎng)結構設計及展開規(guī)劃[D];西安電子科技大學;2018年

6 張濤;環(huán)形索網(wǎng)天線桁架結構設計及展開過程分析[D];西安電子科技大學;2018年

7 郭王策;環(huán)形桁架網(wǎng)狀天線結構形態(tài)優(yōu)化設計[D];西安電子科技大學;2018年

8 高長青;基于應變測量的索網(wǎng)反射面形面精度調整研究[D];西安電子科技大學;2018年

9 羅清;索段精密測控與自動連接設備的設計與分析[D];華中科技大學;2017年

10 劉開拓;周邊桁架式可展天線的形態(tài)分析與結構優(yōu)化[D];湖南大學;2017年

本文編號：2852743