地铁车站内爆炸波的传播规律与超压荷载

地铁车站内人群密集、环境封闭,一旦发生意外或恐怖爆炸事件,爆炸波对车站结构的冲击作用更为强烈,甚至会引发结构破坏,造成大量的人员伤亡。数值模拟了地铁车站内爆炸波的传播过程,研究了爆炸波的传播和衰减规律,得到了爆炸发生时避免人受伤和死亡的安全距离,同时分析了结构高度和出口距爆源距离对爆炸波传播的影响。研究表明:地铁车站内爆炸波的传播时间更长、衰减更慢,对结构的破坏作用更大;结构高度不同不仅影响爆炸波的衰减,而且会引起波形的差异;出口的泄爆作用与出口距爆源的距离有关,出口距爆源越近,其泄爆作用越明显。     

地下岩石中爆炸波的传播和相互作用

本文采用二维Ｌａｇｒａｎｇｅ有限差分程序对岩石中爆炸波的传播和相互作用进行了数值模拟计算,给出了多个药包同时起爆时岩石应力波相互作用的基本图象。岩石的本构关系采用帽盖模型,这种模型能反映岩在静水压力下塑性体积变形和硬化的力学特性。     

平面爆炸波在半无限混凝土介质中传播与衰减特性的数值分析

采用非线性软件LS-DYNA,混凝土选用JHC模型的基础上,数值模拟了一维应变下爆炸波在半无限混凝土介质中的传播过程,得到了平面爆炸波在混凝土中随时间和空间的衰减规律,以及在爆炸冲击波作用下,脆性介质混凝土形成破碎区和损伤区的演化特性。数值拟合结果表明,在爆炸近区应力波幅值衰减速率快,材料损伤演化和应力波幅值衰减存在着内在的联系。模拟结果对于爆破与防护工程设计均具有一定的参考价值。     

顺层岩质边坡爆破荷载作用下的振动传播规律研究

为揭示顺层岩质边坡爆破振动传播规律,采用起爆药量分别为3.2 kg、4.8 kg、4.8 kg和7.2 kg,完成现场4次爆破试验,通过沿边坡走向和坡面倾向各布置4组测点,获取振动速度监测数据。利用回归分析方法,分析不同位置的振动速度衰减规律,得到了顺层岩质边坡不同爆破开挖药量与振动速度的关系,提出了一次最大安全起爆装药预测表达式;并通过数据拟合,得到多次爆破作用下垂直与水平方向振动速度的衰减参数与药量的关系式。最后,采用3DEC数值分析方法,模拟了振动应力波在顺层岩质边坡中的传播过程,反映了顺层岩质边坡在考虑岩层走向和倾向时的振动速度变化规律,为同类型的顺层岩质边坡爆破安全控制提供参考。     

复杂环境下爆破振动速度预测模型分析

为了预测及分析邕宁水利枢纽工程爆破振动的传播与衰减规律,进而控制爆破所带来的危害,减小负面影响,采用爆破振动测试仪在现场布置了4个监测点,对爆破振动速度进行实测。由于传统的萨道夫斯基模型预测地形变化较大的爆破振动速度的精确度较低,因此根据实测数据和前人改进的2种预测模型,通过回归分析,将以萨道夫斯基模型为主、考虑髙程和岩体累计损伤的爆破振动速度预测模型进行变换,得到现场实验条件下的3组回归公式。同时,比较分析了实测爆破振动峰值速度与不同预测模型得到的爆破振动峰值速度。结果表明:髙程及岩体损伤对爆破振动效应具有较大的影响,改进后的爆破振动速度预测模型的精确度较高,能较好地反映该区域爆破振动传播与衰减规律。     

城市复杂环境下场地平整控制爆破设计及实施

为研究城市复杂环境下场地平整控制爆破相关理论及实践,以某场地平整土石方爆破为工程背景,设计了采用浅孔台阶爆破、二次爆破及桩孔爆破相结合的控制爆破设计方案。通过对爆破施工现场进行多次试爆,设计了该复杂环境下的控制爆破参数。采用TC-4850爆破测振仪对爆破地震波作用下的岩土体振动进行跟踪监测,对实测峰值合振速通过最小二乘法展开回归分析,得到该场地的爆破地震波衰减规律,爆破过程取得了安全高效的施工效果。     

城市复杂环境下基坑土石方爆破振动控制研究

以武汉南国昙华林基坑土石方爆破工程为背景,介绍了城市复杂环境下建筑基坑土石方爆破工程中爆破振动的控制措施。重点研究了不同装药结构和开挖减震沟对爆破振动峰值的影响,并对现场试验监测的数据进行了分析。结果表明:选择两层装药时测点的振动峰值明显小于连续装药时的振动峰值,振动降低率为18.7%;减震沟降低爆破振动效果明显,同一测点的振动峰值降低率为30.5%。在城市复杂环境下实施基坑土石方爆破,改良装药结构和开挖减震沟可以有效降低爆破振动。     

复杂环境中水塔的定向爆破拆除

在复杂环境中成功地定向爆破拆除1座30 m高的水塔.通过采取严格措施控制了水塔的塌落振动和爆破飞石,使之既不产生过大的后坐,又不在倒塌后产生较大的侧向偏移.介绍的爆破技术参数设计及安全防护措施,为类似工程的实践提供了参考.     

城市复杂环境中大型景观岩石控制爆破拆除

介绍了某复杂环境下大型景观岩石的控爆拆除方案、爆破参数以及安全防护措施,并进行了爆破效果的分析,以期作为今后同类工程的借鉴.     

环境问题与城市环境设计的简述

随着人类社会的发展,文明的进步,环境保护问题日渐成为人们关注的焦点,而城市环境问题尤为突显,城市环境艺术设计自然而然地被列入研究课题。本文通过环境问题分析以及城市环境艺术设计中生态设计进行简要的阐述现阶段城市发展中面临的环境问题,并且有针对性的提出了一些具有新意的办法。     

压杆应变式压力传感器在爆炸冲击波载荷测试中的应用

在容器内实施化学爆炸时，容器内壁上冲击波载荷的确定是进行爆炸容器结构动力响应分析、安全评估和工程设计的基础。获得比较准确、可靠的爆炸容器内壁上作用载荷的时间历程及分布情况，对研究结构动力响应意义重大。文章采用压杆应变式压力传感器来测量爆炸冲击波载荷，这种传感器解决了普通传感器在高频压力脉冲下频响低且容易损坏等问题。压杆应变式压力传感器为一细长弹性杆，爆炸冲击波作用在杆的一端，在杆中激发一维弹性应力波，通过测量杆上适当位置处的应变，利用一维弹性应力波理论可以计算出作用在杆端的爆炸冲击载荷。文章根据一维弹性波理论，设计了满足所需频响、上升时间、持续作用时间等参数要求的压杆应变式压力传感器，其材料为高强度钢，采用动态应变放大器和数据采集仪组成测量系统。通过实验，获得了比较完整的容器内壁上冲击波载荷曲线，测量结果的重复性和一致性很好。经分析表明，压杆应变式压力传感器能准确地测得容器内壁上冲击波荷载的幅值和比较完整的曲线，对爆炸冲击波载荷测试来说，是一种比较准确可靠的传感器。     

爆炸冲击波在地铁车站内传播规律的数值模拟

采用AUTODYN对6.5kgTNT炸药在地铁站台中心地面爆炸后冲击波的传播过程做了数值模拟,分析了冲击波在站台层的传播规律,以及冲击波沿楼梯和沿站台纵向的衰减规律,绘制了距站台地面1.5m高处的冲击波杀伤范围云图。计算结果表明：地铁车站内冲击波衰减缓慢,在柱间狭长区域超压要高于两侧相对开阔地带。在文中所研究的苏州某地铁车站内,炸药起爆后,在距离炸药大约20m以外不会发生人员伤亡,而在距离炸药12m以内杀伤范围线是不规则的,在柱间肺损伤的概率要比两侧相对开阔的空间高。在距离炸药4m以内的区域均在1%死亡线以内,越靠近装药中心死亡概率越高。     

正交异性球壳在冲击载荷下的弹性波传播

本文以位移和转角为独立变量导出了正交各向异性弹性薄球壳的运动方程组。该方程组反映了横向剪切变形和转动惯性效应的影响。在此基础上用有限差分法计算了球壳在冲击载荷作用下的响应,与摩托车头盔受冲击试验结果吻合较好。本文的计算方法对于受冲击载荷的复合材料壳体设计具有工程应用价值。      

坑道口部内爆炸冲击波传播速度规律的数值分析

准确计算坑道口部内爆炸条件下冲击波传播速度的变化,是确定坑道内主动消波设备时间响应指标的关键。为此,基于AutoDyn进行5种不同工况的坑道内爆炸计算。采用量纲分析构建了冲击波传播速度的工程模型,通过对数值计算结果的拟合确定了模型的系数。与坑道化爆实验的实测值进行分析比较表明,所拟合的坑道内冲击波传播速度的经验模型最大误差为15%,作为一种工程方法而言具有较强适用性。     

坑道口部内爆炸冲击波传播速度规律的数值分析

准确计算坑道口部内爆炸条件下冲击波传播速度的变化,是确定坑道内主动消波设备时间响应指标的关键。为此,基于AutoDyn进行5种不同工况的坑道内爆炸计算。采用量纲分析构建了冲击波传播速度的工程模型,通过对数值计算结果的拟合确定了模型的系数。与坑道化爆实验的实测值进行分析比较表明,所拟合的坑道内冲击波传播速度的经验模型最大误差为15%,作为一种工程方法而言具有较强适用性。     

波动数值模拟中的吸收边界条件

为了提高人工边界条件在波动输入边界和自由场边界的精度,该文扩展了Higdon一阶吸收边界条件,并编制了相应的有限元计算程序。该方法将输入波分量引入到Higdon吸收边界条件当中,利用最小二乘法,用吸收边界邻域内的应变场和速度场计算Higdon边界条件公式中的参数,实现了吸收边界条件的自动更新。并且,该文提出了既适用于波...     

波在考虑热载荷和转动惯量效应的非线性大变形多层压电层合壳内的传播研究

研究了非线性大变形、层合壳的铺设形式、转动惯量及热载荷效应对波在压电层合壳中传播的影响。首先利用Hamilton最小势能变分原理推导了波在大变形压电层合壳内传播的非线性动力学平衡方程;通过求解方程特征值得到了波传播特征曲线;数值算例表明波在压电层合壳内传播与壳体大变形、转动惯量以及热载荷有关,并与线性小变形理论(Cooper-Naghdi壳体理论)进行了比较。     

各向异性弹性层中SH波传播的边界元方法

本文利用坐标变换下的映象法求出了底部为刚性边界的各向异性弹性层中SH波传播问题的格林函数,并由此建立了求解分层介质问题的边界元方法。文中给出了在稳态线荷载作用下带有圆孔的弹性层中反应的计算实例。     

镁合金层状复合材料的爆炸焊接研究

为获得兼具镁合金与其他金属优点的层状复合材料,按照Stivers,Wittman模型,计算动态参数,选取下限工艺,进行AZ31B镁合金与1060铝合金、5083铝合金、T2铜合金、TA2钛合金、S31603不锈钢、Q345R钢的爆炸焊接实验。结果表明:AZ31B镁合金作为基板与1060铝合金复合率超过90%,与其他材料复合率低于50%(不含Q345R钢);与5083铝合金复合的界面结合强度最低。AZ31B镁合金作为复板与1060铝合金、T2铜合金、TA2钛合金、S31603不锈钢、Q345R钢复合率均超过90%,与5083铝合金的复合率只有15%,且复层均脆性断裂严重。这是由于AZ31B镁合金与5083铝合金都含有Mg、Zn等低熔点元素,在爆炸焊接界面易气化、熔化易生成金属间化合物,导致复合率与结合强度偏低。AZ31B镁合金具有密排六方结构,塑性变形能力差的特性。随着应变速率增加,强度增加,塑性降低,导致严重脆性断裂。     

挡墙对爆炸冲击波传播影响的数值模拟

基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,采用有限元软件AutoDyn,对TNT 炸药地面起爆后,爆炸冲击波遇到挡墙时的传播规律进行了三维数值模拟。分析了炸药在自由空气中,刚性地面上,沙土地面上起爆情况下,对不同方向超压分布的影响,研究了当冲击波遇到挡墙时其迎爆面的超压和比冲量分布及冲击波绕射之后挡墙后方的超压和比冲量分布规律。分析结果表明:炸药起爆环境对冲击波超压有明显的影响,其影响程度随方向而定。爆炸冲击波遇到混凝土挡墙后将产生约2 倍于入射压力的反射超压;在比距离较小时,挡墙迎爆面的最大压力和比冲量均出现在挡墙底部。爆炸冲击波绕过挡墙之后将会发生环流汇聚现象,并且在冲击波相互碰撞下汇合处的超压较大。