随着社会的不断发展,越来越多的城市将主要建设方向投入到地下空间的建设上,具有不同使用功能的各种城市地下空间逐渐被开发利用,而各大地下空间之间的连通工程则是使地下空间成为一个统一整体的关键要素。与此同时,当今国际恐怖主义仍在不断蔓延和持续,国际关系仍处于相对紧张的状况。现代战争早已发展为重点精确打击的方式,对于大中型城市,地下通道往往会成为袭击的首选目标。各种地下结构的抗爆防爆已成为我国目前需要高度重视和深入研究的课题之一,研究方式以模拟方法为主。但在以往的研究中,炸药一般被简化为立方体,而在实际中,一般为高宽比3:1的柱状炸药,并且未考虑其来自空中会在土中有一定的侵入深度。本文结合实际,首先应用理论方法对模拟方法和参数进行验证,然后对柱状炸药侵入土中一定深度再爆炸时,地下通道衬砌结构的动态响应进行了系统研究,取得以下主要成果:(1)分析了自由大气中的爆炸冲击波和土中自由场中的爆炸应力波的发生历程和传播规律,对现有理论公式进行进一步简化。利用理论公式与土中自由场爆炸响应结果进行对比,验证了模拟研究参数和方法的可行性、可信性。(2)结合武汉市某地下连通工程进行模拟研究,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析程序,对可能发生袭击时,地下通道衬砌结构的响应结果和力学规律进行分析研究,炸药按照现今常规武器标准侵入土中一定深度。得到了结构在遭受顶部土中的爆炸荷载时,结构上各部位的应力、应变、位移、速度和加速度等响应参数发展及变化趋势。对结构上可能发生破坏的部位进行分析,选取分析单元进行系统研究,并与经验公式计算结果进行进一步对比,再次验证采用模拟研究方法的可行性。(3)进一步研究炸药当量、地下连通道衬砌结构的横截面宽度、通道埋深、加腋尺寸等因素对结构爆荷响应结果的影响。腋角对顶板的响应位移起到明显的控制作用,进一步对腋角尺寸进行了讨论,发现腋角尺寸的增加能提高矩形隧道衬砌结构的承载力,但增加到一定值时,对结构承载力产生的影响较小。