Page 138 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 陈泓宇，等： 钢筋混凝土墩柱侧向冲击损伤的评估方法 第 4 期

车质量为 1 200 kg，冲击速度为 4.5 m/s。图 5 为有限元模型和试验中获得的冲击力时程曲线的对比，可
以看出有限元模拟结果和试验结果变化趋势基本一致。试件 Z1-150-0.2 的试验和有限元模拟的冲击力
峰 值 分 别 为 1871 和 1885 kN， 试 件 Z2-100-0.2 的 试 验 和 有 限 元 模 拟 的 冲 击 力 峰 值 分 别 为 1803 和
1876 kN。图 6 为有限元模型和试验中获得的柱中位移时程曲线的对比，有限元模拟的柱中位移时程曲
线 与 试 验 曲 线 基 本 吻 合 。 试 件 Z1-150-0.2 的 试 验 和 有 限 元 模 拟 的 柱 中 位 移 峰 值 分 别 为 19.31 和
18.97 mm，试件 Z2-100-0.2 的试验和有限元模拟的柱中位移峰值分别为 20.37 和 18.76 mm。可见本文建
立的有限元模型具有良好的精度。

2 100 2 100

Test Test
1 800 FEM 1 800 FEM
1 500 1 500
Impact force/kN 1 200 Impact force/kN 1 200

900
900
600
300 600
300
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
Time/ms Time/ms
(a) Z1-150-0.2 (b) Z2-100-0.2

图 5 冲击力时程曲线对比
Fig. 5 Comparison of impact force time histories

20 20

Test Test
FEM FEM
16 16
Displacement/mm 12 8 Displacement/mm 12 8

4 4

0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60
Time/ms Time/ms
(a) Z1-150-0.2 (b) Z2-100-0.2
图 6 柱中位移时程曲线对比
Fig. 6 Comparison of time histories of displacement at middle of column

此外，对 Demartino 等 [9] 开展的柱底冲击试验中的 CH1 试件进行模拟分析，以确保本文采用的有限
元模拟方法同样适用于柱底冲击工况。图 7(a) 为柱底冲击的冲击力时程曲线对比图，CH1 试件的试验
和有限元模拟的冲击力峰值分别为 983.83 和 1 068.19 kN，相对误差为 8.57%。图 7(b) 为不同柱高的位
移，冲击点高度（0.4 m）的位移基本吻合。图 7(c) 为破坏形态对比图，有限元模拟中柱底区域的剪切破坏
与试验中的破坏吻合较好。

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