混凝土中变埋深爆炸应力波传播规律数值模拟

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和平与发展仍是当前国际社会发展的主题,但总有各种情况在打破人们的安宁生活,如暴力恐怖活动、偶然爆炸、自然灾害,甚至是局部战争。每年这些人们不愿见到的事件,不仅巨大地威胁了全人类的生命财富安全,还会对方便人类活动的基础设施和各种大型工程造成极大影响。混凝土作为工程结构最常用的基础材料,不管是应用在地面建筑,还是在地下空间,势必会在各种爆炸中成为受破坏的对象,而且装药的大小和位置的不同也会使爆炸毁伤产生极大的差别。本文在对混凝土中爆炸相关基本理论分析的基础上,利用LS-DYNA软件,对C30混凝土不同埋深爆炸应力波传播规律进行了数值模拟,同时还对C50、C70两种不同强度混凝土在半埋爆条件下应力波的传播规律实施了计算,主要的研究内容和相关结果如下:(1)通过对混凝土中变埋深爆炸研究的背景、意义进行分析,找出了问题的出发点和创新点,并根据研究的设计思路,对问题解决过程中涉及的主要情形和相关基本理论进行了分析。(2)数值计算表明,不同埋深条件下爆炸场应力峰值数值变化规律与试验结果相符,说明采用计算程序和相关参数合理、可行,验证了计算结果的正确性。(3)从混凝土中不同埋深爆炸时的应力和加速度峰值衰减曲线可以看出:应力和加速度的衰减成指数关系,通过对衰减曲线进行拟和可得到峰值应力的衰减指数在1.4-1.9之间,加速度峰值衰减指数在2.0-2.4之间。(4)通过数值模拟得到了混凝土出现封闭爆炸的临界比例埋深为1.0m/kgl/3,当比例埋深大于该值,耦合传入地下的能量基本不再发生变化。(5)数值计算结果表明,3种不同强度混凝土在半埋爆条件下的应力波的传播规律基本相同,并且随着材料强度的增加,耦合传入地下的能量变大,峰值应力的衰减指数变小。
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