TNT当量法估算地铁恐怖爆炸中的炸药当量

面对全球愈演愈烈的爆炸恐怖袭击,地铁隧道遇到的威胁越来越大。通过收集整理全球范围内针对地铁隧道的爆炸恐怖袭击事件,结合地铁隧道自身结构的特点和安全防范措施,给出在地铁内实施爆炸的爆炸物的特点和爆炸物TNT炸药当量的标准,利用爆炸冲击波峰值超压计算公式和标准TNT炸药表面爆炸空气冲击波曲线对相应当量爆炸物的超压进行计算,进而评价其杀伤力和破坏力。研究成果可为地铁结构应对恐怖爆炸袭击应急预案的制定提供依据。     

爆炸冲击波在双层地铁站内的传播规律研究

地铁站为地下封闭空间,发生爆炸往往会带来灾难性的后果,易成为恐怖爆炸袭击的重要目标。为研究地铁站爆炸冲击波传播规律,本文利用AUTODYN软件,对一典型两层两跨地铁站进行了数值模拟,给出了地铁站内部不同时刻的冲击波压力云图,得到了不同爆心距位置的压力时程曲线,研究了不同起爆层、侧墙、结构柱和楼梯对冲击波传播的影响,分析了冲击波超压峰值的衰减规律。计算结果表明,炸药在地铁站内爆炸,其冲击波传播明显异于自由空气中。在爆心距较小位置,有更多持续时间较短的峰值;在爆心距较大位置,压力时程曲线相对平缓。爆炸冲击波在站厅层和站台层的传播存在差异,且受到侧墙、结构柱、楼梯的影响。侧墙使近区冲击波超压明显增大,结构柱让柱间狭长区域的超压峰值出现上下小幅波动,楼梯的存在增强了迎爆面前方一段距离的超压,削弱了背爆面后方的超压。     

爆炸冲击波在地铁车站内的传播规律研究

地铁是重要的生命线工程,具有造价高、使用周期长、运行期间内部人员密集等特点,极易成为恐怖爆炸袭击的目标.为了使地铁车站在遭受爆炸恐怖袭击时不至于造成严重破坏,利用三维数值分析软件LS-DYNA3D建立了地铁车站的数值计算模型,并对其内爆炸效应进行了分析和研究,得到了爆炸冲击波在地铁车站内的传播规律.研究结果表明,炸药在...     

地铁车站内爆炸激波传播的数值分析

为研究地铁车站内发生化学爆炸时爆炸激波传播规律,针对典型地铁车站内结构尺寸,利用动力学软件ANASYS/Ls-Dyna14.0进行结构建模,模拟了固定装药量下TNT爆炸时车站内部爆炸激波传播过程,得到了典型地铁车站内爆炸激波超压衰减规律:冲击波初期传播态势紊乱,在传播距离20m以后,呈现平面波特点;爆炸激波在距离爆心5m以内衰减迅速,距离爆心20m以外激波超压峰值衰减缓慢。     

爆炸冲击波在空气中传播规律的经验公式对比及数值模拟

通过对爆炸冲击波在空气中传播的已有研究成果进行对比分析,发现不同学者对冲击波超压峰值和超压持续时间的预测结果存在不少差别,文中总结出能较好地描述冲击波超压峰值与比例距离关系的表达式。同时用LS-DYNA动力有限元软件模拟TNT炸药爆炸产生的冲击波在空气中的传播,模拟所得的超压峰值小于经验公式的结果。故有必要对爆炸冲击波进行进一步的研究。     

内爆炸作用下隧道衬砌结构动力响应数值分析

为准确研究内爆炸作用下隧道衬砌结构的动力响应,建立了“炸药 空气 结构 土体”流固耦合模型对全比例隧道衬砌结构的内爆炸试验进行了数值模拟。模拟首先采用精细网格的一维轴对称模型计算起爆阶段爆炸波在自由场中的传播,并在爆炸波抵达衬砌结构前将一维轴对称模型计算结果映射至三维流固耦合模型中继续计算爆炸波、衬砌结构以及土体的相互作用。数值模拟获取的超压时程及衬砌结构破坏形态与试验结果吻合较好,说明了所建立数值模型以及映射模拟方法的适用性。基于数值仿真结果对于隧道衬砌内爆炸过程的爆炸波流场特征进行了分析。研究表明：偏心爆炸工况下冲击波在爆炸远区出现了较长时间的汇集,此区域的衬砌结构承受了较大的冲击波超压及冲量作用,为抗爆设计的薄弱部位。     

正方形截面长隧道内壁爆炸超压分布规律

以爆炸力学为理论基础,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,定性地研究了正方形截面长隧道内爆炸引起的内壁上超压分布规律.按其工作原理,预先应用ANSYS/LS-DYNA软件建立宽、高均为2 m的正方形截面长隧道模型,在隧道不同结点处分别布置基准药量W0=0.205 kg的炸药,采集由其爆炸而引起的内壁各结点上超压峰值和超压到达时间的数据,并且借助于绘图软件origin制成包络图,研究了隧道内壁超压的分布规律.研究结果为工程结构抗爆设计提供了参考,因而具有很好的工程应用前景.     

接触爆炸作用下钢-混凝土组合梁的波传播分析

由于爆炸荷载作用时间短、超压峰值大等特点,当爆炸荷载作用于钢-混凝土组合梁上时,将在梁内产生冲击波,冲击波在钢-混凝土组合梁内的传播过程极短,并且在冲击波的传播过程中梁的变形很小,因此,可将冲击波在梁内的传播过程进行独立分析.为研究爆炸荷载作用初期冲击波在梁内的传播过程,通过数值分析的方法对冲击波在钢-混凝土组合梁内的传播过程进行了研究分析.结果表明,在接触爆炸情况下,爆轰波将作用于钢-混凝土组合梁并在梁内产生压缩冲击波,冲击波在钢-混凝土组合梁厚度方向传播并产生反射与透射冲击波,同时在梁内产生较高的压应力或拉应力,由于混凝土属脆性材料,其抗拉强度很低,对混凝土板来说,反射拉伸波将在加载初期造成混凝土板的层裂现象.     

地下空间爆炸冲击波传播规律研究

炸药在地下受限空间爆炸时产生的冲击波由于受到周围介质的限制,会发生反射和叠加,其产生的爆炸冲击波流场远比自由场复杂。考虑直墙圆拱形坑道较圆形坑道其爆炸冲击波传播规律更为复杂,以某大断面直墙圆拱形坑道为研究对象,采用三维多物质任意拉格朗日欧拉(ALE)算法,对冲击波荷载的分布规律进行了数值模拟,对比分析了不同炸药高度和药包形状对爆炸流场的影响规律。结果表明:坑道壁面压力峰值衰减曲线受壁面位置、装药形状及炸高情况影响较大,尤其在近爆区与目前所用的经验公式差异较大,但随传播距离的增加,衰减曲线趋于一致,在进行结构抗爆设计时需区别对待。     

触地核爆炸冲击波效应的数值模拟研究

围绕触地核爆炸冲击波效应问题进行了数值模拟研究,分析了纯土介质和岩土混合介质中应力波的传播衰减特征及介质的动力响应特性,地下存在的软土层对爆炸冲击波所产生的峰值超压、最大位移、有效塑性应变存在着削减作用,并开展了纯土介质中触地爆的数值模拟,分析了土介质中爆炸应力波的传播过程和对应力波超压峰值、质点最大速度等,数值模拟得到的应力波传播过程和经验研究较为符合,且计算得到的应力比超压峰值和质点最大速度与经验公式拟合较好,验证了所采用的数值模拟方法的合理性和数值模型参数的准确性。     

地铁浅埋隧道爆破开挖振动控制研究

以青岛地铁工程为背景,研究并提出了控制浅埋隧道爆破开挖振动的措施。文章通过对隧道掘进向不同位置的地表振动矢量合速度检测和数据分析,得到了浅埋隧道开挖爆破不同作用类型炮孔引起的地表振动特性及其衰减规律,并以此提出了爆破施工减振措施。试验与分析结果表明:开挖掌子面上不同的炮孔爆破类型其衰减规律有所不同,随着爆破起爆段别的增加,衰减公式中的K值逐渐递减;α由地质条件决定,基本保持不变;根据K、α值的大小和变化规律来调整掏槽方案、改善起爆顺序、减轻爆破夹制作用,大幅度降低了爆破振动;青岛地铁隧道采取全断面开挖时,其衰减参数K值随着段数的增从68逐渐减小到26,α值在1.4～1.6之间。     

爆破扰动效应危害性及其隧道微震爆破技术

近几年,我国各大城市纷纷建设地铁、铁路、公路等道路工程,隧道工程、地下工程伴随而来,爆破技术在隧道开挖中被广泛应用。本文主要结合具体工程案例,分析了破扰动效应危害性及隧道微震爆破技术的具体应用。     

地铁站突发爆炸人员伤亡评估模型研究

地铁站空间封闭,人流密集,突发爆炸下易造成灾难性后果。选取武汉某典型地铁站为例,研究地铁站中突发爆炸时冲击波的传播规律,预测爆炸造成的人员伤亡区域。通过建立地铁站内部空间的流固耦合模型,研究了爆炸冲击波在站厅层的传播过程及衰减规律,探讨了地铁站内边墙、立柱、电梯井等边界对冲击波传播的影响。以爆炸超压伤害为判据,将地铁站中人员伤亡划分为死亡、重伤、中伤、轻伤和安全等5种伤亡等级。研究了地铁站厅层不同爆炸当量下造成的人员伤亡情况,在空间上划分不同伤亡程度的预测区域,建立了地铁站突发爆炸人员伤亡评估预测的数学模型。研究成果可为地下工程突发爆炸下的应急抢险提供理论和技术支撑,具有重要的理论意义和工程价值。     

隧道矿山法施工的减震爆破技术

城市暗挖矿山法地铁隧道施工，周边建筑物较多，要求爆破作业极大限度地减少对周边环境的干扰。文章结合工程实例介绍减震爆破的控制过程和爆破方法。     

暗挖地铁隧道减震爆破技术

暗挖矿山法地铁隧道施工,周边建筑多,要求爆破作业极大限度地减少对周边环境的干扰。本文结合工程实例介绍减震爆破的控制过程和爆破方法。     

某地铁隧道与运营线路的贯通爆破施工

通过某地铁矿山法暗挖隧道与既有运营线预留接口贯通施工,从影响施工的重要因素克服、爆破控制、信息化指导等方面进行了详细分析和论述,解决了不中断运营情况下隧道贯通施工难题。     

Ground–liner interaction in rock tunneling

Tunnel constructions are gradually increasing because of the development and upgrade of infrastructures such as highway, subway, railway, and many other facilities. Most of tunnels are excavated either by using drilling and blasting or by using tunnel excavation machines such as TBM (tunneling boring machine) or Shield. NATM (new Austrian tunneling method) is one of most frequently used tunneling methods and it uses drilling and blasting to excavate a tunnel in rock. While tunnel excavation using TBM or Shield machines produces quite a regular and smooth tunnel excavation surface, the tunnel excavation using drilling and blasting results in a very irregular and rough excavation surface. The stress behavior in a shotcrete tunnel liner installed along the excavation surface is very dependent on the surface status and tunnel engineer should consider the surface condition for the design of a shotcrete tunnel liner.Numerical analyses are conducted to investigate the effect of the irregularity of tunnel excavation surface on the response of the shotcrete tunnel liner. For the investigations, the controlled parameters include the irregularity of the excavation surface, the stiffness of the surrounding ground, and the coefficient of earth pressure at rest. The investigations show that the response of a shotcrete tunnel liner is highly dependent on the parameters and for the same earth pressure condition the effect is more evident when the irregularity is more severe and the surrounding ground is less stiff.     

小间距浅埋地铁隧道下穿人行天桥施工技术

在深圳地铁一号线侨城东-华侨城区间暗挖隧道施工中，人行天桥基础采用钢管桩托换加固，洞内超前预加固、微震控制爆破、小间距岩柱加固以及信息化施工等综合施工技术，顺利穿越了人行天桥，保证了天桥的安全和施工的顺利进行。