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专利号: 2019103693688
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑回填缓冲层材料强化的落石冲击力计算方法,其特征在于:步骤如下:S10:通过Hertz接触理论建立弹性模型;

S20:通过摩尔‑库伦屈服准则限定步骤S10中建立的弹性模型;

S30:通过步骤S10和步骤S20来建立土体的弹塑性强化模型;

S40:通过反演法得出步骤S30中土体的弹塑性强化模型中的k值;

S50:将步骤S40中得到的k值放入步骤S30土体的弹塑性强化模型中得到落石冲击力;

所述步骤S10中的弹性模型中得到等效模量的计算公式为其中:E1、μ1、E2、μ2分别为半无限平面体材料和球体的弹性模量和泊松比;

所属的步骤S20中摩尔‑库伦准则为:其中:σ1、σ3分别为最大、最小主应力,取σ1=σr,σ3=σz;

c、 分别为土体的黏聚力和内摩擦角;

所述S20中建立的弹性模型中通过下列公式求出无量纲的贯入深度ξ0:ξ0=z0/a,z0即为土体达到初始屈服压应力时所产生的位移量,a为最大接触半径,令则上述变换为:在ξ0=1.0处对式 进行泰勒展开,整理后得到取等式右侧前两项,并化简得到一个关于ξ0与μ1的近似线性关系式:其中,为缓冲层材料的内摩擦角,μ1为泊松比;

所述步骤S30中地面按弹塑性强化材料时,假设落石冲击过程中无能量损失,由能量守恒定律可得:其中,m为落石的质量、v为冲击速度, δ为中心点处法向接触变形量;落石冲击可近似认为是准静态问题,可得到:δmax为碰撞过程中发生的最大接触变形量:弹塑性冲击压力Fep为py为初始屈服压应力 其中,

δy为半无限平面体材料屈服时的压缩位移;R为落石半径;Fy为土体产生屈服时的初始屈服接触压力所述的步骤S40中的反演法为将利用步骤S10到步骤S30中的计算公式中的出土体强化系数k。

2.一种考虑回填缓冲层材料强化的落石冲击力计算系统,采用权利要求1所述的落石冲击力计算方法,其特征在于,包括,数据采集单元,所述数据采集单元采集计算所需要的下落高度、落石的半径、接触半径、内摩擦角;

计算单元,所述计算单元包括弹性模型、强化系数k值反演分析流程和落石冲击力计算流程。