中国公路学报

作者：齐欣, 许浒, 袁松, 黎良仆, 余志祥, 孟庆成

单位：1. 西南交通大学 土木工程学院, 四川 成都 610031;2. 桥梁智能与绿色建造全国重点实验室, 四川 成都 610031;3. 四川省交通勘察设计研究院有限公司, 四川 成都 610017;4. 西南石油大学 土木与测绘学院, 四川 成都 610500"],"fundList_en":["Key Technology Projects in the Transportation Industry (2020-MS3-101)； Scienceand Technology Project of Jiangxi Provincial Department of Transportation (2024YB019)； SichuanScience and Technology Program (2024NSFSC0910， 2025ZNSFSC0406)

关键词：隧道工程,钢棚洞,冲击试验,柔性防护机制,装配式结构,防护能级

基金：交通行业重点科技项目(2020-MS3-101)；江西省交通运输厅科技项目(2024YB019)；四川省科技计划项目 (2024NSFSC0910,2025ZNSFSC0406)

为提高山区公路明棚洞的施工效率、地形适应性和结构韧性，提出了一种由多个模块化单元组成的柔性缓冲层钢结构棚洞，每个单元上部缓冲层均由柔性防护网系统和砂土垫层构成。通过开展防护动能为500 kJ的柔性缓冲层足尺模型冲击试验，结合动力非线性数值计算分析，探讨了其工作机理与传力路径，明确了其变形响应和内力分布特征，并进一步研究了砂土垫层厚度和落石质量对防护性能的影响。结果表明：该柔性缓冲层的双重拦截机制能有效实现落石防护，耗能模式中以系统内能占绝对主导地位，其中环形网片、耗能器和砂土垫层耗能占比分别为9.50%、68.72%和21.78%；与仅设置砂土垫层模型相比，柔性缓冲层中砂土垫层的侵入深度减小61%且冲击力降低71%，随着砂土垫层厚度增大，冲击力峰值逐渐减小，综合考虑结构负重与防护效果，建议砂土垫层厚度取0.4 m为宜；相同冲击能级下，随着落石质量增大，网片、钢丝绳等部件内力逐步减小，耗能器工作则更加充分。在此基础上，定义了柔性缓冲层的正常使用能级和极限承载能级的判断准则，明确了该缓冲层的正常使用能级为500 kJ，极限防护能级为1 500 kJ。

来源：2025年第12期

《中国公路学报》期刊编辑部

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