VBIED爆炸场景下连续箱梁桥损伤破坏数值模拟研究

钢筋混凝土连续箱梁桥广泛应用于我国桥梁工程,其面临的爆炸威胁不容小觑。为研究车载简易爆炸装置(VBIED)爆炸场景下箱梁桥的损伤与动力响应特性,基于LS-DYNA建立了箱梁桥有限元模型并开展了爆炸损伤模拟,分析了4种爆炸威力VBIED对箱梁桥的损伤破坏。结果表明：在小型车、小型货车及货车/皮卡爆炸场景下箱梁桥呈现出局部损伤与整体变形组合响应模式。卡车爆炸场景下箱梁桥发生倒塌,完全失去承载能力。在小型车、小型货车爆炸场景中桥梁的最大变形均未超过规范要求的限值,说明这些车型对桥梁的安全威胁较小。在实际桥梁反恐防护中,应重点关注卡车等高风险车辆对桥梁安全的威胁。     

近爆荷载作用下PC柱动力响应及破坏模式数值模拟研究

随着装配式建筑在我国的推广应用越来越广泛,装配式构件在爆炸荷载下的性能值得深入研究.利用LS-DYNA显示动力分析软件对PC柱在近爆荷载下的动力响应及破坏模式进行数值模拟分析.计算了PC柱在8 kg TNT爆炸当量,爆炸距离(TNT炸药中心至结构表面)为0.6 m,比例距离为0.3 m/kg1/3动力响应,分析轴压比、混凝土强度等级、截面惯性矩以及箍筋、纵筋配筋率对PC柱抗爆性能的影响,并与普通RC柱进行了对比研究.研究发现,有无轴压比对PC柱的抗爆性能影响很大,存在轴压比的时,PC柱的侧向位移明显较小.提高混凝土等级,增大截面惯性矩以及增加纵筋配筋率均可提升PC柱抗爆性能,箍筋配筋率影响较小.在相同模拟工况下,RC柱与PC柱破坏形式有所不同,PC柱表现出了更好的抗爆性能.     

圆墩爆炸易损性分析

对桥梁在不同爆炸荷载下的损伤情况进行评估研究可以为桥梁设计、桥梁灾后评估及保险投资等提供参考,以完成更好的防护设计以及达到更好的经济评估效果.采用非参数化方法,对某典型高速公路连续梁桥圆形截面墩柱开展了爆炸易损性分析.建立了爆炸荷载作用下圆墩高效数值分析模型,定义了墩柱损伤评价指标及墩柱损伤等级,对爆炸荷载作用下墩柱的反应样本进行统计分析,形成墩柱在不同爆炸当量的爆炸荷载下的易损性曲线.结果表明,当爆炸当量超过200 kg时,墩柱轻度毁伤水平的超越概率基本已达到1;当爆炸当量超过300 kg时,墩柱发生超过中度水平的损伤概率已接近80%.界限值为0.8的曲线在0～500 kg爆炸当量范围内呈现持续上升趋势.易损性曲线可以预测墩柱在不同爆炸当量发生不同损伤等级的概率,以更加准确地对墩柱损伤进行评估.     

地铁区间隧道结构内爆炸动力反应研究

利用动力分析有限元软件LS-DYNA3D,对北京某一地铁区间隧道进行了内爆炸效应数值模拟分析。分别计算了该地铁区间隧道模型在TNT炸药当量为10、20、30、40 kg药量下,炸药离隧道底面为1.1 m的爆炸荷载作用下结构的动力反应以及破损情况。得到了结构在不同当量TNT作用下的动力反应结果,研究了隧道结构在不同的炸药当量作用下的破坏情况。对数值模拟的计算结果分析得到结论:在10 kg的等效TNT作用下,结构的变形和塑性应变发展都很小,结构没有发生任何破坏;在20 kg的等效TNT作用下,结构的变形和塑性应变相应增大,但是结构没有发生破坏;在30 kg的等效TNT作用下,结构的变形进一步增大,塑性应变继续累积,结构的底部发生了局部的破坏;在40 kg的等效TNT作用下,结构的变形已经超出了地铁设计规范的变形要求,塑性区域进一步扩大,结构的底部发生的局部的破坏区域也进一步增加,计算结果可以为地铁区间隧道的内爆炸研究和抗爆设计提供的一定的参考。     

爆炸荷载作用下桥梁结构易损性分析研究现状与展望

与地震荷载相比,爆炸荷载具有高频、短持时、高峰值等特点,爆炸荷载作用下桥梁结构以局部损伤破坏为主,直接采用桥梁地震易损性分析理论对桥梁爆炸易损性问题进行研究存在一定问题。因此,在已有的桥梁地震易损性研究基础上,结合爆炸荷载及桥梁结构特性,提出了桥梁爆炸易损性分析的基本概念及关键问题,建立桥梁爆炸易损性分析的基本方法及步骤,可为桥梁抗爆设计、灾后评估重建以及工程投资决策提供参考。     

松花江流域吉林省段农业生产空间时空演变分析

松花江流域是国家重要的农业基地,科学认知松花江流域吉林段农业空间格局演变特征能为优化国土空间、提高地区耕地利用效率等提供依据。基于土地利用数据构建了“三生空间”分类体系界定出农业生产空间,利用动态度、转移矩阵等研究方法从数量和空间上分析了松花江流域（吉林段）农业生产空间时空格局及演变特征。结果表明,近20年里,农业生产空间转为其他类型空间的面积为934.93km2,其他类型空间转入面积为1092.7km2,整体农业生产空间动态度为正,农业空间面积从2000—2020年整体上处于持续增长趋势,主要转换空间为绿地生态空间与乡村生活空间。