基于ANSYS/LS-DYNA的落石冲击力研究

落石冲击力的计算方法目前以半经验半理论算法为主,计算值与实测冲击力存在较大差别,其适用性、合理性一直未得到工程界一致认同。结合前人冲击试验结论,参考国内外具有代表性的5种冲击力计算方法,阐明了ANSYS/LS-DYNA软件分析落石碰撞地面问题的可行性,此法不仅能考虑落石形状、地面岩土体物理力学特性及其空间分布特征,而且还能考虑不同入射角的碰撞问题;同时还分析了落石入射角、落石形状对冲击力的影响规律。研究结果表明:①初始速度大小相同时,冲击力与入射角呈正线性相关,而冲击力与落石尺寸的关系曲线则为一条正相关的抛物线;②同样重量的落石,块状落石与球状落石形成的最大冲击力相当,而块状落石的平均冲击力则为球状落石的1.1～1.3倍;③球状落石与地面碰撞时最大冲击力约为平均冲击力的1.6～2.1倍,块状落石与地面碰撞时最大冲击力则约为平均冲击力的1.5～1.8倍。