基于管道爆炸数值模拟的架空天然气管道并行间距研究

从天然气管道失效泄漏引发爆炸现象出发,通过理论分析建立架空管道泄露模型,应用Matlab计算出管道泄露总量中参与爆炸的体积,通过TNT当量法将体积值转化为管道爆炸模型的初始当量。利用Autodyn软件建立管道爆炸物理模型,计算不同并行间距下管道受并行管线爆炸冲击超压及变形量。依据管道椭圆应变准则评定不同并行间距下管道受冲击变形风险。结果表明:架空管线受并行天然气管线爆炸冲击产生的变形破坏为超压破坏和冲量破坏两种形式。架空管道大变形位置为正对爆炸源最近点和背对爆炸源最远点。架空天然气管道安全并行间距:一级和二级风险距离分别为0²和22和2⁵ m,三级风险距离为5 m以上。将数值模拟结果与理论计算结果对比,验证了该数值计算方法的可行性。     

人防工程中基于BIM技术的地下空间管线廊道管理方法

为了克服二维管理平台数据断层,无法直观了解管线廊道内部状态的缺陷,在人防工程中采用BIM技术研究了地下空间管线廊道管理方法。通过制定建模标准和项目样板、统一模型坐标系,构建综合管线廊道模型。应用BIM技术立体描述管线廊道起伏空间,结合三维力传感器,可视化监测监视管线廊道。计算管线间的最小间距和半径,对比两者之间数值大小,判断管线廊道功能碰撞情况,从根本上解决功能碰撞的问题。采用电子条码技术,实现管线廊道工程物料精细化管理。使用BIM模型Navisworks中的虚拟建筑与漫游功能,分析土体坍塌风险、高处坠落风险、机械损坏风险、火灾风险,实现管线廊道施工风险三维管理,为人防工程类似问题提供实践参考。     

爆炸地震波作用下埋地管线动力反应分析方法

在研究爆炸地震波破坏作用的基础上,理论分析总结了关于埋地管线在爆炸地震波作用下动力反应分析的三种方法,即波动分析方法、管—土相互作用方法和震动—变形模型分析法,并结合算例,用不同的方法对管线受力进行了计算和分析比较,据此优选震动—变形分析法作为爆炸地震波作用下埋地管线动力响应的分析方法。     

基于电力载波通信技术实现战时通风信号装置系统

自2014年进入人防工程质量监督岗位,尤其2017年全市人防工程质量大检查中,发现存量人防工程战时三种通风方式信号装置系统几乎均未安装,甚至预留预埋管线都遗漏,新建工程在后期穿线时也经常出现管线堵死无法穿线等现象。人防工程严禁私自乱开洞破坏围护结构,如何快速有效进行平战转换,实现战时三种通风方式控制及转换,亟待解决!经过反复研究,基于电力载波通信技术实现战时三种通风方式信号装置系统能够有效解决上述难题。     

人防工程电气设计概述

文章简要介绍了人防工程电气设计步骤、三种管线预埋套管的方法及相互关系,以及人防平时及战时强弱电设计。     

浅谈平战结合人防地下室通风设计

根据平战结合人防地下室通风设计的特点,阐述了战时防护通风系统的设置及其主要设备的选型,对平战功能的转换及密闭穿墙短管的特点作了论述,并对战时通风系统的计算内容进行了介绍,旨在完善人防地下室通风设计。     

浅议人防工程电气设计与施工中存在的问题

在人防工程的电气建设过程中,其设计往往能够满足民用的电气设计,但却忽视了工程的防护问题。本文从人防工程中照明、供电和管线铺设三个方面进行了分析,提出了人防工程电气设计与施工过程中存在的问题。     

人防防护门窗及在工程建设中相关要求

1什么是人防工程人防工程也叫人防工事,是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑,以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。人防工程的构造有以下特点:(1)坚固的主体围护结构(如坚固的四壁和顶底板),能对战时核武器爆炸荷载级常规武器爆炸作用进行有效地防护。(2)具有能满足防核武器、防生物武器、防化学武器的三大保障能力的通风、给排水及电气配套设备系统室内空间。(3)具有能与上述两项功能匹配的具有防护密闭功能的口部。人防口部防护是人防工程特有的非常重要的系统性防护专项工程,其主要通过人防门窗的抗力防护及气密性防护达到所需人防防护要求的。因此人防门窗是具有特定的防护     

浅谈人防工程中的电气设计

介绍了人防工程中电气设计的基本要点,提出了区域人防电源的设置原则和设计方法,同时就有关人防工程中电气供电和管线的敷设提出了建议.并对通风方式信号和呼叫信号的设置及人防工程中消防设施的配备进行了阐述和比较.     

型钢混凝土梁在人防工程设计中的应用研究

现行的人防工程设计规范还是2005年发布的,其中对型钢混凝土梁截面设计无相关的条文规定,这影响了设计的科学性和合理性,也对工程的安全性和经济性带来风险隐患。从人防工程结构设计方法入手,重点介绍了结构需抵抗的爆炸动荷载特点、等效静荷载法和材料的动力性能,对型钢混凝土梁在人防爆炸动载下的抗弯和抗剪承载力计算做些研究,以推动型钢混凝土构件在人防工程设计中的正确应用。     

内源爆炸荷载作用下饱和土中圆形衬砌隧道的瞬态响应解答

内源爆炸荷载作用下隧道的动力响应,经常被简化为以爆源为中心的二维平面应变问题,其实际上是一个三维岩土工程问题。为评价隧道爆源及周围区域的爆炸破坏,采用Laplace和Fourier变换,提出一种在内源爆炸荷载作用下,饱和土体中圆形衬砌隧道的瞬态响应精确解答。基于Biot波动理论,将周围土体和衬砌结构分别看成饱和两相介质和弹性介质,推求了Laplace和Fourier变换域内爆炸荷载作用下衬砌和周围饱和土体的动力响应解析解。利用Laplace和Fourier反变换的数值方法,进行了爆炸荷载作用下衬砌和周围土体的动力响应数值分析。结果表明:与简化的二维平面应变模型相比,基于三维模型得到的切向应力、径向位移和孔隙水压力较小;隧道的动力响应随时间而迅速减小,并随着与爆源距离的增加,而在径向和轴向上呈指数衰减。     

侧向爆炸作用下地下拱形结构动力响应

当爆点偏向结构一侧时,结构会发生部分受荷的情况,从而导致结构的内力及破坏形式发生变化;讨论爆点位于侧向时结构的受荷范围,给出荷载计算公式;将地下结构与周围介质的相互作用关系等效成为一种阻尼作用,从而在结构动力方程中加入相互作用因素,通过方程求解得到结构振动响应的解析解;利用这种方法推导出远场任意角度爆炸荷载作用下结构的响应计算公式,并在侧向爆炸条件下得到结构的位移和最大弯矩分布曲线。     

一种特殊锚固结构抗动载性能研究

本文采用LS—DYNA有限元软件,对分别采用一般锚固结构和特殊类型复合锚固结构加固支护的洞室在爆炸荷载作用下的性能进行了数值模拟。文中着重分析了在爆炸条件下应力波传播及爆坑形成过程、爆炸近区围岩中的压力波和复合锚固结构构造措施区断裂缝形成过程,同时与试验结果进行了比较,并对其作用机理进行了分析。结果表明：两个模型的计算爆坑大小与试验结果基本吻合;新型复合锚固构造措施段使得锚固区外的弱化区介质内出现了局部自由面,当爆炸应力波经过自由面时所产生反射拉伸波导致该处裂缝产生;复合锚冈结构洞室拱顶垂直向振动加速度峰值比单一锚固结构洞室的约约小23．7％;单一锚固结构洞室比复合锚固结构洞室更容易出现结构性的冲切破坏和拉伸剥落破坏。     

顶爆作用下地下大跨度硐室抗爆性能研究

钻地武器爆炸荷载下地下工事的稳定是保障军事和物资储备安全的前提。通过物理模型试验和数值模拟相结合的方法,研究了顶爆作用下大跨度地下硐室的抗爆性能。研究结果表明:随着爆心距的增加,压应力峰值和位移峰值均逐渐降低,加速度响应主要发生在前20 ms;8 g TNT当量顶爆荷载作用下,爆点附近围岩破坏严重,硐室拱顶内壁出现轻微纵向裂缝,总体保持稳定;随着爆压峰值的增大,硐室变形逐渐增大,塑性区逐渐由爆腔向硐室扩展,衬砌结构的塑性区破坏范围也同步增大。根据硐室动态响应规律,可以针对硐室上方围岩和拱脚进行锚杆锚索加固,从而提高硐室的抗爆性能。研究结果可以为大跨度地下硐室抗爆设计提供有益借鉴。     

新型优化弱化复合锚固结构抗爆宏观效应试验研究

 论述新型优化弱化与非优化弱化复合锚固结构抗爆效应试验的目的、条件和方法,指出二者的唯一差异仅是弱化孔段长度不同,前者是优化的,后者是据经验确定的。试验特点是爆炸加载起始荷载低,级差小,试验真实地演绎洞室从变形→破坏→震塌堵塞的全过程。试验结果表明,前者的临界破坏抗力是后者的2.1倍以上,极限破坏条件下,拱顶下凸大变形尺度和面层脱落面积,前者仅为后者的25%和33%。弱化孔群的作用机制就是在围岩介质中形成一个弱化区,使原有的二介质系统(支护结构和围岩)成为三介质系统(支护结构、弱化区和围岩),并在爆炸过程中由弱化区大量吸收爆炸能,同时使支护结构的危机得以转移。     

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。     

岩土中隧道抗偶然性内爆炸特性分析

针对偶然性爆炸对隧道的破坏问题,分析了某重要的软土中隧道在不同装药量和位置内爆炸情况下的动力反应和破坏机理;通过对比研究,分析了围岩等级对隧道抗内爆炸特性的影响;给出了隧道遭受内爆炸情况下围岩受到明显影响的范围.分析结果表明:当比例距离较小时,装药爆炸会对衬砌结构产生十分严重的局部破坏,在装药偏离隧道中心的内爆炸冲击波...     

土体隧道结构的爆炸动力反应分析

本文通过建立土体隧道动力分析模型,综合考虑非线性动力方程的求解方法、材料模型的选取、爆炸冲击波的输入方法和收敛性及流-固耦合效应的实现因素,利用显式动力有限元程序ANSYS/LSDYNA进行数值模拟,探讨了土体隧道围岩和衬砌结构在爆炸作用下典型部位不同单元的位移和应力时间历程曲线,分析了爆炸作用下土体隧道围岩和衬砌结构的动力响应问题,从而为隧道的抗爆设防设计提供了参考依据。     

3种典型装药位置对锚固洞室抗爆能力的影响

为认识和分析洞室抗爆性能,进一步优化洞室结构形式、改进洞室围岩加固措施,通过3次较大规模的物理模型试验,研究了3种典型装药位置对锚固洞室抗爆能力的影响。试验给出爆炸条件下锚固洞室围岩应力、洞壁应变和洞周裂缝等动态响应特征,得到了3种装药位置爆炸条件下各洞室断面的宏观破坏形态,分析了洞室的受力变形特点、破坏形态和抗爆能力。     

围岩外加固抗爆炸成坑试验研究

为进一步提升洞库围岩的抗爆炸性能,采用相似模型试验方法对采用交叉锚索进行加固的均质、层状和块状围岩进行2组爆炸成坑试验,并对比分析加固前后围岩模型的宏观破坏形态、隆起形态、裂缝形态及爆坑尺寸。研究结果表明:(1)交叉锚索对岩体提供了较大的抗拉、抗剪能力,从而对岩体抗爆炸成坑具有较强的加固作用;(2)岩体特征对成坑试件破坏程度有较大影响;(3)从有加固的试件表面隆起高度上看,均质和层状岩体试件的都较小,块状岩体试件的较大;(4)岩体特征不同,试件表面的裂缝形态不同;(5)有加固试件的爆坑平面尺寸均质岩体试件的最小,块状的较大,层状的最大。研究结果可为地下防护工程设计和坑道围岩加固提供参考。