Page 274 - 《振动工程学报》2026年第3期

874 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

图 4 撞击下 RC 墩的应力传播
Fig. 4 Stress propagation in RC pier under impact

图 3 落石冲击混凝土板的试验与有限元模拟结果对比 ［34］
Fig. 3 Comparison of experimental and finite element
simulation results of falling rock impact concrete
slab ［34］

表 2 工况概况
Tab. 2 Overview of each working condition

落石 落石
工 撞击速度 墩高 工 撞击速度 墩高
质量 质量
况 V/（m‧s ）H/m 况 V/（m‧s ）H/m
−1
−1
M/t M/t
G1 0.26 15 7 G8 7.10 20 7
G2 2.10 15 7 G9 7.10 25 7
G3 7.10 15 7 G10 7.10 15 3
G4 16.70 15 7 G11 7.10 15 5
G5 32.60 15 7 G12 7.10 15 9
G6 7.10 5 7 G13 7.10 15 11
G7 7.10 10 7
注：各工况下 RC 墩配筋率均为 1.2%，撞击部位箍筋间距均为 0.15 m。

2. 1 RC 墩应力的传播

总体来说，在落石事件中很难确定 RC 墩的影
响高程，从墩底到墩顶的损伤可能有所不同。因此，
作为参考案例，使用质量为 7.10 t 的落石以 10 m/s
的速度撞击高度为 7 m 的 RC 墩，研究应力在 RC 墩
中的传播规律。
图 4 为撞击下 RC 墩的应力传播情况。由图 4
可知，当时间 T=0.038 s 时，落石撞击 RC 墩，撞击
部 位 出 现 应 力 集 中 ，此 时 ，应 力 的 分 布 面 积 较 小 ；
T=0.045 s 时 ，应 力 呈 现 蝴 蝶 状 向 RC 墩 的 两 侧 扩
图 5 RC 墩各高度处的位移和弯矩
散；当 T=0.051 s 时，应力向墩顶传播，此时落石撞
Fig. 5 Displacement and bending moment at each height of
击结束。
RC pier
图 5为不同墩高截面处的位移及弯矩。由图 5（b）
可 知 ，0.04 s 时 落 石 与 RC 墩 相 撞 ，撞 击 力 峰 值 为 为 0.024 m，这表明 RC 墩被撞部位为全墩受损最严
1.18 MN，撞击结束后，撞击力降至 0。由图 5（a）可 重部位，图 5（b）中撞击部位的弯矩为 2.1×10 N·m，
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知，撞击部位的位移最大，峰值为 0.03 m，残余位移 为 RC 墩弯矩最大的部位。综合以上分析，并且通