桥墩泡沫铝基组合防撞装置耗能机理及缓冲效果

滚石灾害严重威胁山区铁路桥墩建设及运营安全。针对现有桥墩防撞装置存在缓冲效果差、不易安装修复等不足,开展防撞装置耗能机理及缓冲效果研究,提出采用具有优良耗能缓冲性能的泡沫铝和聚氨酯材料多层组合的防撞装置。结果表明:泡沫铝和聚氨酯材料均具有稳定的变形破坏模式和较长的应力平台区,可持续稳定地吸收能量;组合结构耗能效果与缓冲材料的厚度和密度分布相关,增加泡沫铝材料厚度和密度,组合结构吸能总量增幅较大,吸能效率和吸能稳定性受组合结构中的聚氨酯材料的影响较大;防撞装置缓冲材料按上层(表层)50 mm聚氨酯、下层(底层)50 mm泡沫铝的双层结构配置,防护效果最佳。

滚石冲击EPE-砂土复合垫层明洞动力响应研究

明洞顶部铺设缓冲垫层是提升明洞结构抗滚石冲击性能的重要措施之一,传统垫层主要以砂土材料为主,存在自重大、缓冲效果差等缺点。为此,引入具有轻质、高回弹性能的发泡聚乙烯(expandable polyethylene,EPE)材料,并与砂土组成EPE-砂土复合明洞垫层结构,采用物理模型试验及数值模拟手段,开展滚石冲击EPE-砂土复合垫层明洞动力响应研究及优化设计。研究表明:当垫层总厚度一定时,与传统砂土垫层、纯EPE垫层相比,EPE-砂土复合垫层在减缓滚石冲击力和降低下覆顶板应力及位移上均表现出更好的耗能缓冲效果;进一步,将EPE-砂土复合垫层应用于汶马高速桑坪隧道明洞工程中,通过多组工况数值模拟计算表明:当垫层总厚度设计为1.5 m时,在最大滚石设计冲击能级(1621 kJ)条件下,EPE-砂土复合垫层采用厚度比值为4∶1(砂土材料1.2 m,EPE材料0.3 m)时具有最佳防护效果。研究成果可为明洞工程EPE-砂土复合垫层设计提供理论依据及技术支持。

泸定地震震中海螺沟景区道路地质灾害发育规律及灾后重建对策

“9·5”泸定地震在震中海螺沟景区诱发大范围同震地质灾害,景区道路50%路段位于地震烈度IX度(9度)影响范围,道路严重受损且通行能力完全丧失。为探究海螺沟景区道路地质灾害发育规律及灾后重建对策,全面采用遥感、激光雷达、无人机倾斜摄影、地面调查、地质勘察和结构面自动识别等多维度、立体化手段,对研究区地质灾害由面至点开展系统研究。结果表明:(1)研究区共发育同震地质灾害503处,总面积达3.75×10^(6) m^(2),主要分布于道路K10~K15段右侧,1 900~2 900 m高程范围内,30°~60°的斜坡上。(2)地质灾害发育分布规律以地貌、岩性、震中、河流因素控制为主,与主断裂空间耦合性不强。(3)地质灾害失稳模式可分为高位崩塌、堆积体滑坡、坡表浅层垮塌3类,具有数量多、线性分布、规模不一等特点,其中高位崩塌主要发生于花岗岩、白云岩等硬岩区域内,而滑坡、浅层垮塌主要发生在片岩、板岩等软岩区域和磨西台地冰水堆积体岸坡上。(4)深切峡谷地形和高地震峰值加速度,在硬岩坡折带产生地震放大效应,使得高位崩塌规模巨大;强震作用下厚层堆积体滑坡整体失稳存在滞后性现象。(5)基于地质灾害发育演化规律,海螺沟景区道路灾后重建工程以“减灾选线”为理念,坚持地质灾害“避大治小”,以4座隧道绕避高位崩塌,以13座桥梁跨越潜在泥石流沟,结合注浆钢花管、锚杆框架梁等震损边坡原位处治措施,提升景区道路防灾抗灾能力。研究成果系统揭示泸定地震震中区域地质灾害发育规律,所提灾后重建对策在工程实践中得以全面应用,为强震区灾害识别评估和道路灾后重建工作提供重要支撑。