Page 277 - 《振动工程学报》2026年第3期

第 3 期 张 金，等： 落石撞击下 RC 墩的动态分析及防护 877

图 11 不同箍筋间距下 RC 墩的损伤模式
Fig. 11 Damage state of RC pier with different hoop spacing

局部混凝土脱落，而当箍筋间距为 0.11 m 时，未发
生混凝土脱落现象，且随着箍筋间距的减小，撞击部
位损伤面积显著减小，这说明箍筋间距越小，RC 墩
整体刚度越大，抗撞击能力更强。但值得注意的是，
当撞击速度增大到 15 m/s，除箍筋间距为 0.03 m 时
墩底发生剪切破坏外，其他工况的墩底混凝土均出
现大规模损伤；且当 V=20 m/s 时，墩底混凝土均已
完全被破坏。这些现象说明减小箍筋间距，虽然对
落石撞击有一定的防范效果，但当撞击速度较大的

时候，RC 墩的损伤也十分严重。
相比 RC 墩的损伤，箍筋间距对撞击点的位移
影响也十分显著，图 12 比较了不同工况下 RC 墩撞
击点的位移。需要指出的是，尽管撞击速度和落石
质量相同，但观察到 RC 墩位移响应存在显著差异。
当箍筋间距增大时，最大位移和残余位移显著增大。
具体来说，以撞击速度为 10 m/s 为例，当箍筋间距
从 0.03 m 增大到 0.15 m 时，最大位移从 0.032 m 变
为 0.053 m。值得注意的是，当撞击速度较大时，撞 图 12 不同箍筋间距下 RC 墩的响应
击点位移显著增大，如箍筋间距 0.15 m，撞击速度为 Fig. 12 Response of RC pier with different hoop spacing
10 m/s 时的撞击点最大位移为 0.053 m，而撞击速
着 RC 墩的损伤程度显著增大，严重时可能出现 RC
度为 20 m/s 时的撞击点最大位移为 0.62 m，这意味
墩倒塌。
虽然箍筋间距对 RC 墩的影响效果显著，但存
在部分纵筋的应力超限（纵筋抗拉强度 400 MPa），

如 图 13 所 示 。 除 撞 击 速 度 为 10 m/s，箍 筋 间 距 为
0.03、0.07、0.11 m 以及撞击速度为 15 m/s，箍筋间
距为 0.03 m 工况下，钢筋应力最大值小于纵筋抗拉
强度，其他工况纵筋应力均远大于抗拉强度，这说明
落石撞击下，除混凝土出现大面积损伤外，内部钢筋
也发生了不同程度的屈服与破坏。