柔性拦截网力学行为的等代理论及一致性模型

In recent years, geological disasters are occurrent frequently in china. This project takes flexible barriers as object, which used in large areas of geological disaster prevention measures. Efforts to study and solve the following issues: Mechanical tests the inner surface tension and outer surface loading for flexible barriers of different constitute, the composition and characteristics of load - displacement curve, based on the equivalence principle of mechanical properties with prototype barriers and orthogonal cable net, which can realize they are equivalent. Parameter analysis and normalized for equivalent orthogonal cable net. Through research: clear the mechanical behavior characteristics of flexible barriers; established the equivalent formulas for different form. Determine the consistency model with multiparameters. Finally use equivalent orthogonal cable net to do whole structure analysis, According to the force, to achieve the design of the prototype barriers. Improve the numerical simulation fidelity, ensure the accuracy of calculation, enhance the performance of flexible barriers, then improve the efficiency of disaster prevention, and reduce the loss of life and property of the state and the people.

近年来，我国的地质灾害频发，灾害治理与防治任务严峻。项目以地质灾害防治措施中大面积使用的柔性拦截网为研究对象，着力研究并解决以下问题：不同构成网型的柔性拦截网片的面内张拉、面外加载的力学性能试验、柔性拦截网片的荷载—位移曲线的构成及特征、基于正交索网与原型网力学性能等效原则，柔性拦截网片向正交索网等代的方法、等代正交索网模型的参数分析及归一化处理。通过研究：明确柔性拦截网片的力学行为特点；建立不同构成网型网片向正交索网转换的几何等代、构成等代公式；确定多参数的等代正交索网一致性模型。最终采用等代得到的正交索网，进行整体结构分析，根据网片的受力，实现对原型网片的设计。从而提高数值仿真模拟的真实度，确保其计算的准确性，提高柔性拦截网片的工作性能，提高防灾效率，减少国家和人民群众的生命财产损失。

针对近年来地质灾害发生频繁的现状，项目以柔性拦截结构中大量使用的柔性拦截网为研究对象。开展了5圈/7圈/9圈/12圈/16圈/19圈的单个圆环、3圆环环链、5圆环套接网环单元组的面内张拉试验和整体网片的面外顶破试验，得到了各种型号环形网的破断力和拉伸位移极值、破坏模式以及荷载——位移曲线。基于试验结果，对数值分析中的参数进行修正，采用LS-DYNA对开展的试验进行了数值仿真模拟，数值分析和试验结果吻合较好，数值分析能反映出面内拉伸和面外顶破试验的全过程。结合试验和数值模拟结果，明确了柔性拦截网的松弛——滑移——张紧——塑性变形的全过程力学行为特征并得到了各种型号的环形网的耗能能力。根据网片的力学行为特征，通过参数分析，进行拟合公式的推导，从而得到了柔性拦截网的力学行为的数学表达式。同时，基于等代理论，结合柔性拦截网片的一致性曲线，实现了环形网片向正交索网转换，提高了数值仿真模拟的真实度，确保了计算的准确性，并提高了计算效率，为柔性拦截结构的设计提供了理论依据。