2015年3月28日,在陸地交通地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)國家工程實驗室的新津落石沖擊實驗場,交大土木趙世春研究團隊在距離成功進行3000kJ能級沖擊試驗僅隔2個月后,再次成功進行了5000kJ被動柔性網(wǎng)結(jié)構(gòu)足尺落石沖擊試驗,國內(nèi)記錄再一次被刷新!據(jù)資料統(tǒng)計顯示,本次試驗也是亞洲落石防護結(jié)構(gòu)目前的最高防護能級記錄。
圖1 試驗現(xiàn)場
圖2 掛沖擊錘
3月28日,經(jīng)歷約20天時間的制造安裝后,由四根鋼柱、輕盈的環(huán)網(wǎng)與略微張緊的鋼繩組成的防護結(jié)構(gòu)被固定在大型鋼筋混凝土反力墻距離地面約10米高度處。下午2點,開始進入沖擊試驗程序。重達12.1噸的巨石被起重機緩緩提升到距離地面52米高空,在場的研發(fā)人員均屏住了呼吸,等待著激動人心的瞬間一擊!隨著試驗指揮人員的口令,試驗各項臨界準備工作均已到位。很快,試驗進入倒計時,“10,9,8,…….1,脫鉤”,“咔擦”聲響過后,脫鉤器掛鉤瞬間張開,巨大的沖擊錘攜帶著雷霆萬鈞之勢沖向輕薄的金屬網(wǎng)面,時空仿佛瞬間凝固。大約3.5秒鐘后,巨大的沖擊振動伴隨著一陣類似狂風(fēng)掃過森林的沙沙聲響很快歸于靜止,最高時速達105公里的落錘被成功攔截!現(xiàn)場瞬間爆發(fā)出歡慶的雷鳴,嘯叫聲、掌聲、歡呼聲、驚嘆聲摻雜一起。至此,5000kJ足尺沖擊試驗宣告成功!研發(fā)人員快速檢查后匯報:結(jié)構(gòu)除了耗能器啟動,主要結(jié)構(gòu)部件無一損壞!
圖3 計算模擬
圖4 試驗結(jié)果
圖5 網(wǎng)片沖擊漏斗
稍后,在無修復(fù)狀態(tài)下,研發(fā)人員再次分別以2700kJ的沖擊能量對防護結(jié)構(gòu)進行了原位沖擊試驗、不對稱沖擊試驗,沖擊速度被提升到110公里/小時,補砸試驗均取得圓滿成功!累積沖擊能量超過10000kJ。
圖6 準備二次無修復(fù)沖擊
圖7 二次無修復(fù)沖擊后
據(jù)悉,本次試驗在單次沖擊能級、無修復(fù)累積沖擊能級上均取得了重大突破,意味著趙世春研究團隊針對柔性防護結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究已經(jīng)成功邁過“高能級”到“超高能級”這一大關(guān),而該區(qū)段則是當(dāng)前落石重災(zāi)區(qū)的普適需求能級!同時,距離3000kJ試驗成功僅僅兩個月就快速突破5000kJ能級大關(guān),這也意味著趙世春研究團隊在計算理論、設(shè)計方法兩個方面找到了準確的突破口。
試驗后趙世春教授介紹道:由團隊自主設(shè)計完成的新型防護結(jié)構(gòu)在體系構(gòu)成理論、計算理論與設(shè)計方法均具有獨創(chuàng)性,該體系具有更簡約的安裝性、更高的抗沖擊性、更便捷的易維護性、更優(yōu)的經(jīng)濟性,而取材均源于既有成熟材料;從完成的研究來看,5000kJ級防護結(jié)構(gòu)與10000kJ級防護結(jié)構(gòu)均屬于同一種結(jié)構(gòu)體系,本次試驗更大的意義在于對10000kJ沖擊試驗進行預(yù)檢??深A(yù)期,交大防護結(jié)構(gòu)技術(shù)研究將從“普快時代”進入“高鐵時代”!