Page 173 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 吴 昊，等： 落石冲击框架T梁式RC棚洞损伤破坏评估 第 4 期

3.2 损伤破坏
图 8(a) 分别给出了落石冲击速度为 10 m/s 的不同工况中棚洞顶板的损伤破坏过程（顶板损伤起始、
发展及最终稳定的 3 个典型时刻）、顶板在冲击区域处同一剖面（Ⅰ-Ⅰ）混凝土的损伤云图，以及棚洞整
体的最终损伤破坏形态。可以发现：(1) 无垫层（工况 V10-1）棚洞顶板的损伤范围和程度均比铺设砂垫
层（工况 V10-2）和砂-EPE 复合垫层（工况 V10-3）棚洞顶板严重。其中，工况 V10-1 棚洞顶板的损伤主要
集中在冲击区域附近并呈椭圆形分布，部分钢筋因保护层脱落而裸露，而工况 V10-2 和 V10-3 棚洞顶板

的损伤程度较轻，均在非冲击区域出现斜向和沿横梁方向的轻微开裂。此外，3 种工况的棚洞顶板在向
下变形过程中，与内墙锚固的区域协调变形而向中心收缩，在锚固钢筋的约束下该锚固区域受拉出现较
严重损伤，实际设计中建议增大锚固深度。(2) 无垫层顶板在跨内出现严重冲切损伤破坏，并在冲击区域
形成冲切锥，冲切锥两侧混凝土剥落，形成典型的局部剪切破坏；铺设垫层的棚洞顶板均仅出现弯曲裂

I

Longitudinal beam Transverse
I-I beam
V10-1
Shear plug

Rebar exposure Effective plastic
I strain
4 ms 18 ms 80 ms 1.0
0.9
0.8
V10-2 0.7
Flexural cracks 0.6
0.5
0.4
30 ms 60 ms 200 ms 0.3
0.2
0.1
0
V10-3 Flexural cracks

30 ms 60 ms 200 ms
(a) Impact velocity of 10 m/s

Rebar
fracture
V25-1 Penetration
Effective plastic
strain
4 ms 18 ms 80 ms 1.0
Rebar exposure 0.9
0.8
0.7
V25-2 0.6
4.9 m Shear plug 0.5
0.4
0.3
30 ms 60 ms 200 ms 0.2
0.1
0
V25-3
Shear plug

30 ms 60 ms 200 ms
(b) Impact velocity of 25 m/s

图 8 落石冲击下 RC 棚洞的损伤破坏
Fig. 8 Damage and failure of RC shed tunnel

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