1. 引言 (Introduction)
- 背景：文章讨论了矿山和采石场运输道路边缘的安全堤设计问题，指出现有的设计主要基于经验规则，缺乏科学方法的支持。
- 研究目的：旨在通过全尺寸实验和先进的数值建模，全面调查安全堤在不同接近条件下与沃尔沃A45G铰接式自卸车（ADT）和CAT 773B刚性自卸车（RDT）碰撞时的行为，挑战现有实践。
2. 全尺寸测试 (Full-scale testing)
- 测试车辆：介绍了测试中使用的沃尔沃A45G ADT和CAT 773B RDT，包括它们的规格和特点。
- 材料选择：描述了三种来自新西兰采石场的典型废石材料，包括它们的颗粒大小分布和密度。
- 倾斜测试：详细说明了通过倾斜测试确定材料自然休止角的方法，包括使用无人机拍摄和3D点云分析。
- 反向冲击测试：解释了如何构建安全堤并进行反向冲击测试，以及如何记录和分析测试数据。
3. 数值建模 (Numerical Modelling)
- 数值框架：介绍了用于模拟自卸车和安全堤的多体动力学（MBD）和离散元方法（DEM）框架。
- 卡车模型：详细描述了基于3D CAD模型的MBD卡车模型的建立和参数校准过程。
- 颗粒材料模型：讨论了如何使用非光滑离散元方法模拟安全堤的颗粒材料，包括颗粒大小分布和接触参数的确定。
4. 校准和事故回溯分析 (Calibration and back analysis)
- 倾斜测试校准：使用全尺寸倾斜测试结果校准颗粒-颗粒接触参数，确保数值模型能够准确预测实际行为。
- 反向冲击测试校准：通过模拟全尺寸反向冲击测试，调整数值模型参数以最佳匹配实验结果。
- 事故回溯分析：对一起实际的致命事故进行回溯分析，验证数值模型在预测现实场景中的有效性。
5. 参数研究 (Parametric study)
- 安全堤尺寸和材料：探讨了不同安全堤尺寸和材料对碰撞影响的参数研究，包括不同高度、顶宽和倾斜角度的安全堤。
- 场景配置：描述了考虑的不同撞击场景，包括不同接近角度和速度的配置，并总结了每种配置的临界速度。
6. 结果 (Results)
- ADT和RDT的临界速度：总结了ADT和RDT在不同安全堤几何形状和材料条件下的临界速度。
- ADT与RDT的比较：比较了ADT和RDT在不同条件下的表现，以及增加安全堤高度对提高临界速度的影响。
- 材料性能：讨论了三种不同材料对安全堤性能的影响，发现它们表现相似，表明良好分级的材料适用于安全堤建设。
7. 结论 (Conclusions)
- 设计改进：文章强调了安全堤设计需要基于更科学的方法，而不仅仅是依赖经验规则，指出了安全堤的整个几何形状对于其在碰撞中的表现至关重要。
-材料选择：研究发现，尽管三种材料的颗粒大小分布不同，但它们在安全堤性能上表现相似，表明应使用良好分级的材料建造安全堤。
-安全堤设计指导：文章提供了基于研究结果的设计指导，建议根据特定的安全堤几何形状设定速度限制，或根据特定的速度限制调整安全堤设计。
-未来研究方向：文章提出了未来研究的方向，包括考虑其他影响因素（如驱动系统、驾驶员反应和环境因素）以及进一步探索数值模型在实际案例中的应用。
文章通过实验和数值模拟，提供了对矿山和采石场运输道路边缘保护的深入理解，并验证了数值模型在模拟安全堤碰撞过程中的有效性。研究结果有助于改进安全堤设计，减少矿山和采石场的致命事故风险，并提高运输道路的安全性。
参考文献
