大直径盾构隧道复合泡沫铝保护层抗爆性能研究

大直径盾构隧道具有较高的安全性要求,在设计阶段就要对结构抗爆性能与结构防护进行考虑。泡沫铝材料有较大的变形和吸能作用,作为保护层在隧道结构抗爆性能上具有很大的应用前景。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,模拟了深圳妈湾隧道在内爆炸冲击荷载作用下,大直径盾构隧道的结构损伤、管缝变形、螺栓失效情况。通过对比有无复合泡沫铝保护层的情况,可以看到,复合泡沫铝保护层能够显著地提高大直径盾构隧道的抗爆性能。该结论对于爆破与防护工程设计均具有很好的参考价值。     

高延性混凝土(HDC)在抗爆间室中的防护效果评估

根据高延性混凝土(HDC)优异的弯曲韧性和抗折强度,将其应用于抗爆间室防护墙体,通过模拟爆炸环境的冲击波冲量,得到防护墙体在动力作用下的变形吸能,建立弹性体系计算分析模型,并据此完成结构防护效果评估。     

钢板-泡沫材料复合夹层板抗爆性能试验研究

钢板-聚氨酯泡沫夹层板是一种应用于地下防护结构的新型复合材料。为探讨该种复合材料夹层板在爆炸荷载作用下的性能,确定其破坏形态和特点,对其进行了野外抗爆特性试验研究。结果表明,复合材料夹层板抗爆能力强,吸能特性好,具有抗多次重复爆炸破坏而不丧失使用功能的特点。     

基于BP神经网络对爆炸容器多层复合结构的多目标优化

利用泡沫铝材料衰减冲击波和吸收爆炸能量的特性,设计了一种泡沫铝夹心的多层复合结构爆炸容器,并利用LS-DYNA软件进行了数值模拟,得到其动态响应特性。针对多层复合结构爆炸容器的外壳应变和能量吸收指标,采用BP神经网络和NSGA-Ⅱ遗传算法对其进行了结构优化。优化结果表明：高密度的泡沫铝夹芯对于大药量爆炸载荷是合适的,低密度的泡沫铝更适于小药量情况;相同爆炸载荷作用下,内筒和泡沫铝的厚度越大,外壳应变越小;内筒和泡沫铝的厚度越小,泡沫铝的吸能效率越高;内筒厚度越小同时泡沫铝的厚度越大,整个泡沫铝夹芯吸收的总能量越多。     

钢板-聚氨酯复合墙体的减爆吸能效应分析

墙体自身变形吸收和耗散爆炸能量,可以有效地减轻爆炸冲击波对目标的破坏作用。采用一维应力波理论分析、比较钢板-聚氨酯和钢板-混凝土复合墙体的减爆吸能效应,并运用ANSYS／LS-DYNA有限元程序对2种复合墙体在爆炸冲击波作用下的减爆吸能性能进行数值模拟。研究结果表明：钢板．聚氨酯复合墙体比钢板．混凝土复合墙体具有更好的减爆吸能效果,主要原因是聚氨酯材料允许墙体产生明显的大变形,耗散了大部分爆炸能量。     

圆柱形爆炸容器抗爆特性的试验研究

在圆柱形爆炸容器内开展内爆试验,分析了不同当量TNT作用下爆炸容器内爆载荷,对比了单层结构和多层复合结构中壳体应变响应的差异。试验结果表明：圆柱形爆炸容器内正对爆心位置的冲击波峰值最大,沿着圆柱壳体向下反射超压和比冲量逐渐减小;多层复合结构相比于单层结构,壳体应变峰值减小,应变增长趋势减弱,应变持续时间缩短,综合抗爆能力增强。     

CFRP加固对钢筋混凝土拱抗爆性能影响

为研究CFRP加固对钢筋混凝土拱抗爆性能的影响,设计了4种CFRP加固混凝土拱复合结构,并应用LS-DYNA软件对复合拱抗爆性能进行数值模拟分析和研究.通过研究得到复合拱结构在爆炸荷载作用下的受力状态、动力响应和裂纹扩展规律,即CFRP加固减少了抗爆条件下拱顶的应力集中,改善了拱体表面应力分布状态.复合拱结构表面裂纹减少,整体抗爆性能提高.CFRP板加固对复合拱结构韧性和吸能效果的改善程度优于CFRP布加固.对比结构的裂缝发展与变形模式可发现,O形缠绕的加固效果优于U形缠绕.本研究对拱形防护结构的建设有指导意义.     

结构抗爆计算分析与防护策略

随着恐怖袭击事件的日益增多,建筑物的抗爆问题开始受到关注.本文重点在于研究结构抗爆计算分析中存在的主要问题以及抗爆防护的新措施.首先,针对选用峰值超压作为空气冲击波的破坏判据以及选用建筑场地的振动峰值速度作为爆炸地震动的破坏判据这类常规经验分析方法,分析了它们的局限性,并提出了对应计算分析中值得注意的重要问题以及衡最爆炸地震动破坏的新判据.然后,分别就空气冲击波和爆炸地震动的防护措施提出了一些新的设想.研究指出:传统抗爆计算分析方法不能反映爆炸作用的动力累计效应,应在修正介质本构关系模型和强度理论的前提下引入动力学的方法进行计算分析;同时,结构抗爆措施应采取以削弱爆炸的入射能量为主而以抑制结构动力响应为辅的防护策略.     

建筑结构抗爆研究综述

简要阐述了建筑结构抗爆研究背景,详细分析了混凝土结构抗爆设计研究现状及关键点,并对建筑结构抗爆研究作了展望,旨在防止建筑结构在爆炸冲击波荷载作用下的连续性倒塌。     

防恐建筑结构抗爆防护分类设防标准研究

针对我国尚未制订建筑结构抗爆防护设防标准,制约建筑结构抗爆设计工程应用的现状,研究了适合我国国情的建筑结构抗爆防护分类设防标准。对已发生典型爆炸袭击事件的规模进行了统计分析,确定了建筑结构的抗爆设防烈度;总结爆炸作用下建筑结构破坏特点,确定了建筑结构抗爆防护目标;基于抗爆设防烈度和抗爆防护目标,提出了建筑结构的抗爆防护等级。将建筑结构进行类别划分,确定了不同类别建筑结构的抗爆重要性等级;考虑主要影响因素,确定了建筑结构的爆炸易损性等级;采用风险分析的方法提出了建筑结构的爆炸风险等级。依据抗爆防护等级和爆炸风险等级,建立了建筑结构的抗爆设防标准。基于建筑结构抗爆重要性等级,提出了建筑结构的抗爆设防类别,进而建立了建筑结构的抗爆分类设防标准。