聚亚安酯加固砌体填充墙抗爆性能数值模拟

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恐怖主义、强权政治、地区之间经济发展的严重不平衡使人类仍然生存在战争和恐怖主义袭击的危险之中。薄弱的砌体墙在爆炸荷载作用下极易发生破坏,因此,研究砌体墙在爆炸荷载作用下的加固是工程领域中十分关注的课题。为了研究聚亚安酯加固开孔砌体墙的抗爆性能,本文利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了9个不同加固宽度和不同加固层数的数值模型。模型考虑了空气的影响,采用流固耦合算法模拟破坏效应,砂浆和砌块采用分离式模型。主要研究工作及成果如下:1.建立了不同炸药量和不同尺寸的砌体墙数值模型,选取其中两种工况下墙体的破坏形态进行了分析,通过分析发现墙体在爆炸荷载作用下破坏时塑性绞线的发展跟双向板类似。分析各工况下墙体的破坏形态发现,炸药当量一定时墙体抗爆性能随着墙体宽度的增加而减弱;墙体破坏时的速度和位移跟炸药量不是成简单的线性关系。2.通过分析不同工况下墙体的破坏过程,可以看到墙体在不同的情况下破坏形态各不相同,在抗爆加固时需要采取不同的加固方式才能达到一定的效果。3.建立了9个不同宽度和不同层数聚亚安酯加固的开孔砌体墙模型,对比分析了宽度相同层数不同和层数相同宽度不同时墙体和加固材料的变形破坏图以及速度、位移时程曲线。通过分析得知:加固后砌体墙的破坏分为整体破坏和局部破坏两种,当加固层数较少时墙体容易出现由于加固材料约束部位失效而导致的整体破坏;当墙体加固层数较多而宽度较小时容易出现由于局部刚度差较大而导致的局部破坏。
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