Page 179 - 《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

2 000 1 400
v=14.0 m/s v=11.0 m/s
v c =15.0 m/s 1 200 v c =12.6 m/s
1 600
v=15.2 m/s
v=12.8 m/s
Penetration depth/mm 1 200 Penetration depth/mm 800
v=13.0 m/s
v=16.0 m/s
1 000
600
800
400
400
200
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 0.1 0.2 0.3 0.4
Time/s Time/s
(e) 15.0 t (f) 20.0 t
1 400
v c =10.0 m/s
1 200 v=10.2 m/s
v=10.6 m/s
Penetration depth/mm 800
1 000
v=11.0 m/s

600
400
200

0 0.1 0.2 0.3 0.4
Time/s
(g) 30.0 t
图 13 不同质量落石冲击无垫层 RC 棚洞的侵入深度时程
Fig. 13 Penetration depth-time histories of rockfall with different masses impacting RC shed tunnel

表 4 不同质量落石冲击 RC 棚洞的临界冲击速度和最大侵入深度
Table 4 Critical impact velocities and maximal penetration depth of rockfall with different masses impacting RC shed tunnel
无垫层 600 mm砂垫层 1 200 mm砂垫层 砂-EPE复合垫层
落石质量/t 临界冲击 落石最大侵入 临界冲击 落石最大侵入 临界冲击 落石最大侵入 临界冲击 落石最大侵入
−1
−1
−1
−1
速度/(m·s ) 深度/mm 速度/(m·s ) 深度/mm 速度/(m·s ) 深度/mm 速度/(m·s ) 深度/mm
1.0 46.2 788 − − − − − −
2.5 30.0 789 54.4 1 392 − − 48.0 1 948
5.0 22.4 739 43.0 1 384 57.0 1960 40.8 1 976
10.0 17.2 757 29.0 1 370 38.8 1912 32.0 1 955
15.0 15.0 756 22.8 1 396 31.4 1961 27.0 1 938
20.0 12.6 739 20.4 1 382 26.6 1951 23.4 1 972
30.0 10.0 768 15.8 1 376 20.4 1903 18.8 1 967

4.1.2 带垫层 RC 棚洞
对于铺设垫层的 RC 棚洞，以落石最大侵入深度达到棚洞顶板与垫层总厚度作为 RC 棚洞的失效破
坏阈值确定落石的临界冲击速度，即对于铺设 600 和 1 200 mm 厚砂垫层 RC 棚洞，该阈值分别为 1 400 和
2 000 mm，对于铺设 1 200 mm 砂-EPE 复合垫层的 RC 棚洞，该阈值为 2 000 mm。图 14 分别给出了不同
质量落石在临界冲击速度工况中的侵入深度时程曲线，落石的临界冲击速度和最大侵入深度见表 4。可
以看出：对于质量相同的落石，冲击铺设 600 和 1 200 mm 厚砂垫层棚洞对应的临界冲击速度较冲击无垫
层棚洞分别提高了 52%～92% 和 104%～155%；铺设复合垫层较无垫层可显著提高落石的临界冲击速
度；当落石质量较小时，铺设 1 200 mm 厚复合垫层工况的临界冲击速度显著低于铺设相同厚度砂垫层对

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