爆炸冲击下水底隧道的动态响应及毁伤模式研究

考虑炸药起爆、冲击波传播、冲击波与结构的相互作用以及结构的动态响应等复杂过程,基于Lagrange-Euler耦合算法,建立了水底隧道水下爆炸的全耦合数值仿真模型。通过与爆炸试验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性;研究了水下爆炸冲击荷载作用下的水底隧道的毁伤破坏过程、空间分布规律及破坏模式。结果表明:水底隧道的破坏模式不仅与隧道自身的动力特性有关,还取决于起爆距离及炸药当量等;隧道的破坏模式为局部冲切或剥落破坏、弯曲破坏伴随着局部剥落破坏以及整体弯曲破坏。     

金属薄板与加筋板爆炸冲击响应研究进展

综述了爆炸冲击载荷作用下金属薄板与加筋板塑性动力响应研究新进展。评述了近距离/接触爆炸实验加载方法及确定冲击波载荷的近似理论和数值方法,介绍了爆炸冲击载荷作用下金属薄板与加筋板失效模式、塑性变形和起裂与破口的研究进展,指出了需要进一步研究的问题。     

地下隧道内爆炸冲击下地表多层建筑的动力响应研究

该文对带有筏板基础和地下室的多层框架及框剪建筑物在遭受邻近地下隧道内爆炸冲击作用下的动力响应进行了分析研究。采用ABAQUS软件建立了考虑地基土和混凝土等材料非线性的隧道-土体-多层建筑耦合体系的三维数值模型,经与LS-DYNA模型结果的比较分析验证了该文所建体系模型的正确性和有效性。通过大量的算例分析,对隧道内爆炸冲...     

不同爆炸荷载下长江隧道的动力响应和损伤分析

运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对长江隧道中的非接触空中爆炸和接触爆炸等2种工况进行数值模拟分析,研究2种爆炸工况中盾构隧道衬砌结构内的能量耗散特性,基于能量原理探讨盾构隧道中衬砌结构各部位的动力响应,明确不同工况中隧道内爆炸冲击波的传播过程,获得隧道行车道板和衬砌结构的损伤特征,研究结果为大型盾构隧道抗爆设计提供理论依据.     

水下爆炸对水下目标的毁伤评估研究

从传统冲击因子的不足出发,提出了改进型冲击因子的计算方法,利用某水下目标的抗水下爆炸试验数据,计算了不同工况下的冲击因子,结果表明该冲击因子能较好地反映目标的毁伤情况,利用估计的冲击因子临界值,计算得到了目标的损伤距离曲线。最后引入概率统计的分析方法,通过蒙特卡洛方法模拟得到了爆炸点在平面内变化时目标的毁伤概率。     

小型浮动冲击平台水下爆炸冲击响应特性分析

浮动冲击平台是考核大中型舰载设备抗冲击能力的重要工具,各海军强国十分重视舰载设备抗冲击考核研究工作。采用小波变换方法对小型浮动平台上的测量信号进行处理分析。分析结果表明：小型浮动冲击平台的冲击响应主要以冲击波作用的高频振动为主,随着振动在结构中的传播,能量逐步衰减;设备缓冲装置能迅速衰减高频振动能量,能有效防护设备高频振动冲击。     

水下爆炸冲击下码头结构动力响应的数值模拟

为探究水下爆炸冲击对码头结构的结构损伤,开展爆炸荷载下高桩码头结构的数值模拟分析。基于ALE多物质流固耦合法,建立了码头结构的水下爆炸Lagrange-Euler全耦合模型,基于Cole经验公式,验证了模拟的可靠性,研究了起爆距离、起爆深度以及TNT当量对码头结构动力响应特性的影响规律。结果表明,在水下爆炸冲击荷载作用下,所有桩柱产生不同程度损伤,码头端部的第一根桩柱底部基岩区域以及与横梁相连的基岩区域塑形损伤破坏较为严重;当TNT炸药的起爆距离较小时,桩柱上的反射波要强于水底面的反射波,并会与之相抵消,作用在桩柱上的反射稀疏波会随之削弱;在其他条件相同的情况下,当起爆点到自由水面的距离与起爆点至基础底面距离之差的绝对值越大时,爆炸荷载作用于码头结构上的压力峰值会显著增大。     

爆炸冲击作用下连续梁桥动力响应和影响因素研究

运用数值模拟的方法建立爆炸冲击作用下的钢筋混凝土连续梁桥模型,通过改变爆炸作用点位置、爆炸作用比例距离等因素,研究连续梁桥在爆炸冲击荷载作用下的动力响应和敏感性影响因素。结果表明:连续梁桥中跨跨中是其桥面抗爆性能最为薄弱的位置,在抗爆设防中应着重考虑;当装药量相同时,桥梁的破坏程度与比例距离成反比关系;连续箱型桥梁内部爆炸时,对桥梁造成的破坏最为严重,同等条件下下方爆炸时,桥梁破坏程度最小。本研究为桥梁抗爆设计及损伤评估提供理论依据。     

泡沫芯层夹层结构水下爆炸冲击特性研究

研究分析了用于提高水下结构抗冲击性能的泡沫芯层夹层结构受水下爆炸作用时的冲击响应及其流固耦合问题。着重讨论了芯层相对密度不同时,夹层结构的前面板壁压、夹层结构入射冲量、前后面板的速度和加速度、后面板支撑反力等参量的变化规律,并讨论了前面板材料对夹层结构冲击响应的影响规律。     

爆炸载荷作用下单向加筋方板的大挠度塑性动力响应分析

从分别列出加筋板面板以及加强筋的运动方程出发,详细分析了爆炸载荷作用下单向加筋固支方板的大挠度塑性动力响应.分析表明:取决于加强筋的相对刚度以及载荷峰值的大小,加筋板的运动将呈现三种不同的模式.限于讨论加筋板的总体变形模式.首先讨论了同时计及弯矩和面力(轴力)作用的解析解,在此基础上进一步讨论了忽略弯矩影响的薄膜解以及能量解.理论结果与已有的试验结果在多数情况下符合良好,表明提出的简化理论分析方法能对爆炸载荷下单向加筋固支方板的永久变形做出较为合理的预报.     

ALE方法模拟爆炸载荷作用下球壳反直观行为

本文利用任意拉格朗日与欧拉（ALE）方法,模拟了球壳在爆炸载荷作用下的动力反直观行为,得到了球壳中点位移时程曲线以及最终变形模式等动力响应。在研究中,考虑了材料的应变率效应,并对球壳的矢高和厚度对其反直观行为的影响进行了参数分析。结果表明,只有炸药距球壳距离在特定范围内,球壳才能发生反直观行为;当炸药当量一定时,球壳发生反直观行为的爆心距区域段随球壳矢高增加而减少,矢跨比大于一定值后,将不会发生反直观行为     

下卧基岩饱和地基在移动荷载作用下的动力响应

基于Biot多孔弹性介质波动理论,在平面应变条件下研究了下卧基岩饱和地基在移动线荷载作用下的动力响应。通过引入势函数并利用Helmholtz原理,再经过Fourier变换和逆变换,获得了移动线荷载作用下饱和地基的位移、应力、孔隙水压力解答。最后通过快速逆傅里叶变化（IFFT）得到数值计算结果,详细分析了土颗粒的压缩性、孔隙水的压缩性、饱和土的剪切模量、孔隙率、渗透性、移动荷载速度和饱和土层厚度等参数对动力响应的影响     

爆炸荷载下盾构管片的动力响应分析

在综合国内外有关隧道抗爆理论和方法的基础上,忽略管片的变形,将管片假设为刚体,提出了一种爆炸荷载作用下管片结构动力分析的简化计算方法,该方法能模拟管片与管片之间、管片与螺栓间以及地基与结构间的相互作用。随后利用该方法对南京地铁进行了抗爆动力响应分析,得到了隧道的位移和速度时程曲线,研究了管片参数变化对结构动力响应的影响。计算结果表明,简化计算方法能准确反映隧道管片结构在爆炸荷载作用下的动力响应,是一个简便实用的计算方法,所得结果可为管片结构抗爆设计提供具有一定的参考价值。     

爆炸荷载作用下地铁隧道的冲击反应研究

随着地铁的大规模兴建,地铁隧道的抗爆防护研究成为一个迫切需要解决的问题。针对南京地铁区间隧道的实际工程地质条件,建立了地铁隧道的冲击反应计算模型和各种材料的模型,采用流固耦合算法, 对10kgTNT炸药作用下地铁隧道的冲击反应进行了全面研究。研究结果表明,隧道衬砌的速度和加速度变化与超压有关,随着距爆心距离的增大,爆炸冲击波对衬砌结构的影响逐渐减弱,而且在爆炸的初始时刻,隧道衬砌处于受拉状态,随着时间的推移,超压峰值逐渐衰减,隧道衬砌则由受拉状态变为受压状态,并逐渐趋于稳定,从而为地铁隧道的抗爆防护和应急预案的制定提供了依据。     

水下隧道盾构法施工安全风险评估探讨

随着地铁、公路等交通隧道的不断发展,隧道往往穿越江河湖泊等水体,大直径泥水平衡盾构广泛应用于水下隧道施工。大直径盾构施工风险高、控制难度大,加上水下施工不确定因素多,风险因素具有不断动态变化的特点,使得施工过程中存在较大的风险。风险评估越来越多的应用于水下隧道施工安全管理中。文章介绍了大直径泥水盾构的几个特点,并对这几个特点引起风险增大的机理进行了分析,针对风险评估常用的几中方法中存在的不足,提出了一种改进的指数法,给出了该方法的评估流程及基本计算模型,并将该方法初步应用于某水下隧道施工风险评估。该方法能够适应风险因素的变化,并且不拘泥于真实概率,通过进一步的细化和完善,能够更好地适用于水下隧道施工安全风险评估。     

水下交通隧道的设计与施工

综合论述了水下隧道在穿越江河湖海时所有的优势,介绍了水下交通隧道的设计与施工概况,讨论了水下隧道勘察设计、施工的几项关键技术,详细介绍了水下隧道施工的常用方法.     

工字形钢柱的爆炸作用分布特征与计算研究

为研究工字形钢柱上的爆炸荷载特征,明确在不同爆炸条件下工字形钢柱的破坏形式,通过数值计算和试验数据相结合,在三种不同爆炸类型条件下,对钢柱不同位置测点的冲击波曲线形式进行分析,并对钢柱不同翼缘的爆炸荷载水平及竖向分布形式进行总结,给出工字形钢柱上爆炸作用的确定方法。研究结果表明：当爆炸作用沿钢柱强轴时,荷载在翼缘宽度上可按均匀分布,而随近、中、远爆炸类型的变化,荷载沿钢柱竖向分别呈双曲线、梯形和矩形分布特征,而荷载峰值可按TM5-855中试验数据确定;当爆炸作用沿钢柱弱轴时,荷载在腹板上可按均匀分布,而在翼缘上呈三角形分布特征,荷载峰值可按TM5-855中试验数据值乘以相应的放大系数得到;爆炸荷载对钢柱响应形式影响显著,随着爆炸距离的增大,钢柱由局部破坏向整体破坏转变。