以Hertz接触理论为基础,考虑结构的弹塑性特性,给出泥石流大块石冲击力的计算方法。采用Thornton假设,即材料为理想弹塑性体,对Hertz接触理论进行弹塑性修正,推导考虑材料塑性的接触压力计算公式。为模拟泥石流大块石对构筑物的冲击,将构筑物假设成静止不动的平面,将大块石简化为以某速度运动的质点,建立基于修正Hertz接触理论的计算模型。计算结果表明,泥石流大块石在很小的冲击速度(小于1m/s)下就可能导致混凝土材料冲击接触面上产生塑性变形。考虑结构弹塑性特性后,冲击压力计算结果小于弹性冲击压力,更符合实际情况。
我国山地泥石流活动频繁,建筑物防护是山区城镇建设及泥石流堆积扇开发利用中必须解决的问题,有效模拟泥石流冲击力,研究建筑物在泥石流冲击力作用下的动态响应有助于防灾工程设计。以云南东川蒋家沟为研究区域,利用实际观测数据和对泥石流破坏现场调查分析的结果,对粘性泥石流冲击力进行理论模拟,研究砖砌体建筑在受到泥石流冲击力作用下的受力形式及破坏形态;在此基础上,进行了砖砌体结构墙体模型试件的破坏性实验,现场观测试件在冲击力作用下的破坏形态和历程,采集其动态位移及主振频率数据,得出结构开裂冲量。
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