Nas rotas de transporte das regiões montanhosas ocidentais, os túneis de montanha são suscetíveis ao impacto de fluxos de detritos, com danos particularmente severos nas estruturas abertas nas entradas e saídas. No entanto, o mecanismo de destruição dos fluxos de detritos nas estruturas abertas dos túneis ainda não está claro, e a dificuldade está em coordenar a descrição da resposta hidrodinâmica dos fluxos de detritos e a resposta do dano sólido das estruturas abertas. Para isso, foi desenvolvido um método numérico acoplado Euler-Lagrange, utilizando o modelo de Bingham para descrever as propriedades hidrodinâmicas dos fluxos de detritos, e um modelo de dano plástico do concreto para descrever a relação tensão-deformação das estruturas abertas. Através da simulação de um caso real de desastre no túnel Futang causado por fluxos de detritos, foram esclarecidas as regras de deformação e dano das estruturas abertas sob o impacto dos fluxos de detritos. Os resultados da simulação mostram que a força de impacto na face de enfrentamento do fluxo é proporcional ao quadrado da velocidade de impacto, e o dano das estruturas abertas ocorre principalmente durante o processo em que a força de impacto atinge o valor máximo. A posição de deslocamento máximo ocorre na parede lateral do lado de enfrentamento do fluxo, com fissuras de tração axiais na superfície interna do revestimento e danos por descolamento em larga escala na superfície externa. À medida que a velocidade de impacto e o limite de escoamento dos fluxos de detritos aumentam, os danos nas estruturas abertas se agravam, as fissuras se estendem obliquamente para além da seção de fluxo, podendo causar instabilidade e falha do revestimento. Em comparação com o impacto lateral, o impacto na abóbada pode reduzir significativamente o grau de dano das estruturas abertas e sua sensibilidade à velocidade de impacto. Os resultados acima indicam que, para melhorar a capacidade da China em prevenir desastres causados por fluxos de detritos em projetos de túneis, é necessário realizar investigações de campo sobre a localização e composição dos fluxos, estabelecer medidas correspondentes para reduzir a velocidade de impacto e orientar a localização do impacto através da configuração da relação espacial túnel-montanha, a fim de reduzir os danos causados pelos fluxos de detritos.

fluxo de detritos; túnel aberto; dano do revestimento; método CEL; força de impacto