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摘要：爆炸物在抗爆结构表面发生爆炸时，会对结构产生一定的破坏作用，对爆炸对于防爆结构的作用机理予以分析，以便于制定出针对性的防护措施，对于抗爆结构的抗爆性能的提升具有积极的作用，本文就主要在爆能吸收及动力响应的角度，对爆炸载荷作用下的抗爆结构的防护机理予以简单分析研究。
关键词：爆炸荷载作用；抗爆结构；防护机理；探讨
中图分类号： C35 文献标识码： A
保证抗爆结构在爆炸物及常规武器的作用之下，具有良好的防护性能是非常必要的，本文就主要结合爆炸对于抗爆结构的作用机理及抗爆结构体对于抗爆机理，对爆炸载荷作用下的抗爆结构的防护机理予以简单分析研究，对于其防护性能的提升具有积极的作用。
一、化工厂爆炸对于场区建筑物的影响
化工厂中常见的爆炸形式主要有：沸溢性爆炸与蒸汽云爆炸两种，其中沸溢性爆炸一般是由火灾引起的，由于受到火的烘烤，导致容器中的液体的温度急剧升高，在此过程中会产生大量的气体，使得容器中的内压力值增大，其压力上升到一定值，就会导致容器的破裂，并且容器中的混合物及容器碎片会以极大的速度喷出，其可燃物被静电或者是外部明火点燃，导致形成爆炸性火球；而蒸汽云爆炸通常是由于可燃物质或者是轻炔的泄露，使得可燃气体与空气混合导致形成爆炸性的蒸汽云，一旦在设备布置紧凑的拥挤空间中遇到明火，就会从爆燃发展成为爆轰，形成蒸汽云爆炸。在化工厂中，爆炸发生概率最大的就是蒸汽云爆炸，其对于建筑物的破坏力也更强，其最主要的破坏形式就是超压冲击波，导致场区建筑物出现严重破坏，主要表现为：（1）爆炸载荷对建筑物测量或者背向所产生的破坏；（2）爆炸载荷对建筑内部楼盖、柱、梁、屋盖等构建所产生的破坏；（3）爆炸载荷对面向爆炸源一侧外部结构构建所产生的破坏。
在蒸汽云爆炸对场区建筑物的平面布局的影响的研究中，必须要能够确定泄露源周围哪些单元可能会对蒸汽云爆炸产生影响，气体的扩散受到地面粗糙度、大气稳定度、风向、风速等多种参数的影响，计算过程中涉及的问题非常的复杂，如果单纯的应用三维数值计算，不但会耗费较高的成本，仍然不能取得理想的计算效果，在对蒸汽云爆炸对于场区建筑物的影响的研究中，不需要对某种特定的扩散情况实施精确的研究，所以可以采用假定各个风向出现概率均等，应用适当的扩散经验计算模型能够计算出蒸汽云扩散的最长影响距离Rmax，在该计算理论中认为以泄露源为圆心、Rmax为半径的圆形区域中的所有单元都有可能被可燃蒸汽云覆盖，应用经验计算模型能够方便、快速的开展计算，尤其在反复调整方案的设计阶段具有很好的适用性；障碍物的存在会导致蒸汽云的扩散受阻，会导致蒸汽云的长度与宽度发生变化，通过经验计算模型再结合蒸汽云影响范围的确定方法，能够得到良好的计算结果。
二、爆炸对于抗爆防护结构的作用机理分析
炸药在抗爆结构表面爆炸时，爆炸过程中所产生的压缩波传到结构内表面时，会出现发射，会将压缩波反射成为拉伸波，很容易导致抗爆结构内表面因为受到拉力破坏而出现震塌破坏，抗爆结构材料的动力抗拉强度直接决定了抗爆结构内表面遭受震塌破坏的严重程度。
由于爆炸过程中产生的强载荷，其周围介质中具有一个从爆炸冲击波到弹塑性应力波衰减的一个过程，在该过程中，既存在不可恢复变形、热效应等产生的物理衰减，又具有空间扩散所产生的衰减，再加上爆炸过程中，应力波的相互作用，使得该衰竭过程的分析变得更加的复杂，在其相关问题的分析过程中，还需要对非线性的影响予以综合的考虑，这也是目前应力波研究工作中的难点。
三、抗爆结构的抗爆机理
结构体在处于外力的作用之下时，其会在一定程度上产生响应，这其中包含了速度响应与位移响应，在实际的运行过程中，对于结构体的外加载荷具有影响的因素是多种多样的，如：结构的运动情况、结构体材料的性质、结构体的结构形式等，但是不管其响应的大小与形式，其在结构体与外力之间都是一种能量的交换，防爆结构体对于爆炸冲击载荷的响应实际在上就是一个其吸收与消化外界能量的过程，其所吸收、消化的能量，有一部分会在微观层面上展现出来，如：温度效应，这种应变效应严重时会导致结构体内部出现塑性变形；而另一部分会在宏观层面上展现出来，如：动能。
防爆结构体在载荷作用下所表现出来的综合弹塑性特征就是结构体对于爆炸冲击载荷的结构参数，在对结构体对于冲击载荷的响应进行宏观分析时，可以将结构体看作是一个具有某种弹性特征及阻尼特征的弹塑性系统。由爆炸所产生的振动都是在水平方向、结构横向及垂直方向三个相互正交的方向上同时产生的，在结构的侧面及顶部一定距离范围内发生爆炸，所产生的振动主要表现为：垂直方向的振动最大、横向振动最小。国际上公认的结论性意见中认为：垂向加速度为横向振动加速度的2倍；垂向振动加速度等于水平方向的振动加速度。但是也有相关资料中的研究理论认为，垂向振动参数、横向振动参数及水平方向的振动参数之间存在这样的关系：横向振动加速度大概为垂向加速度的三分之一；而水平方向的振动加速度大概为垂向加速度的三分之二，但是在大多数的研究工作中，还是以国际公认的参数关系为主。
四、爆炸荷载作用之下，抗爆结构的防护机理探讨
在对爆炸荷载对抗爆结构的破坏机理进行分析时，选取空气夹层结构做为实例来进行分析，其主要由震塌隔离层、空气夹层与抗爆层组成，其结构组成如图1所示：
图1 空气夹层的结构组成
爆炸载荷对于空气夹层抗爆结构的破坏过程，主要可以划分为三个阶段，表现为：爆炸成坑、剥落破坏、贯穿破坏。一旦炸药在钢筋混凝土结构的表面爆炸，就会在其表面产生强烈的压缩波，由于该压缩波的作用，会导致与炸药直接接触的混凝土受到严重的挤压破坏，一些混凝土在此过程中会被碾碎成为粉末，如此就形成了结构体表面的天坑，如图2所示：
图2 爆炸成坑
随着压缩波在防爆结构表面的传播，其压力值会迅速的减少，当混凝土的动力抗压极限强度大于压缩波的压力值时，压缩波对于混凝土的破坏停止，而一旦压缩波传播到防爆结构体的内表面，在其自由表面会被反射成为拉伸波，如果与自由表面邻近的某一处的拉应力的值能够满足混凝土的动态受拉断裂准则，那么就会导致该处的混凝土开裂，而如果其开裂的缝足够的大，就会导致裂片带着一定的动能飞离，最后，处于压缩波的作用之下，抗爆层中间所剩余的混凝土会被贯穿。
如果被剥离的混凝土碎片以一定的速度撞击震塌隔离层，会在其震塌隔离层中产生冲击载荷，而如果此时混凝土被贯穿，那么剩余的压缩波会瞬时作用于震塌隔离层的顶面，震塌隔离层就会处于剩余压缩波及剥落混凝土碎片冲击力的双重作用之下，会导致抗爆结构整体出现弯曲变形。
随着各项技术的进步，现代军事领域各项技术水平也不断的进步与发展，战场上各种精确制导武器的数量越来越多，对于建筑物结构的威胁越来越大，与常规武器爆炸载荷所不同的是，核武器爆炸载荷的持续时间比较长，长达几十甚至是上百毫秒，导致其具有明显的应变率效应，并且其动态本构关系更加的复杂，关于其抗爆防护结构的研究要求更高，在现有基础上，不断加大相关结构的研究力度，提升其抗爆性能非常的必要。
五、防爆厂房配电线路设计
电气配电线路设计是化工厂防爆设计中非常重要的内容，这主要是因为配线施工过程中，比较隐蔽，难以实施检查，这使得配线施工是化工厂中的薄弱环节，化工企业防爆厂房
内配电线路所用电缆或导线一般采用铜芯材质，在爆炸危险场所中使用的电缆不能有中间接头，除了连接隔爆设备导管中的或者本安电路中的导线之外，在导线连接过程中，应该应用牢固的、压紧连接的螺钉连接、熔焊等方式开展，配线所用的钢管应该采用低压流体输送用镀锌焊接钢管，在电气设备与钢管的连接处，应用采用防爆挠性连接管，敷设电气线路的钢管、电缆或者是沟道，其所穿过的不同区域之间的楼板或者是墙的孔洞，应该应用非燃性材料予以严密堵塞。在实施进入按钮、开关、灯具、电机等钢管配线的电气线路设计时，必须要在进口处做好隔离密封工作，做好各方面的工作，防止化工厂能出现爆炸事故。
结束语
在爆炸载荷的作用之下，对抗爆结构体产生一定的破坏作用是难以完全避免的，在现有的技术条件下，将其破坏作用降到最低是非常必要的，本文就主要对爆炸对抗爆防护结构的作用机理，以及抗爆結构的防护机理进行了简单分析，并例举实例分析了爆炸载荷作用下的抗爆结构的防护机理，对于实际应用中，抗爆技术及抗爆性能的提升具有积极的作用。
参考文献
[1]钱成,陈太林,吴理更.爆炸荷载作用下抗爆结构的防护机理[J].山西建筑,2013(24).
[2]夏志成,许多,王静,周建南.结构内爆炸荷载作用下钢筋钢纤维混凝土抗爆墙设计探讨[J].工程爆破,2013(2).
[3]章毅,方秦,陈力,张亚栋,柳锦春.多次爆炸荷载作用下梁的抗爆性能分析[J].兵工学报,2012(S2).
关键词：爆炸荷载作用；抗爆结构；防护机理；探讨
中图分类号： C35 文献标识码： A
保证抗爆结构在爆炸物及常规武器的作用之下，具有良好的防护性能是非常必要的，本文就主要结合爆炸对于抗爆结构的作用机理及抗爆结构体对于抗爆机理，对爆炸载荷作用下的抗爆结构的防护机理予以简单分析研究，对于其防护性能的提升具有积极的作用。
一、化工厂爆炸对于场区建筑物的影响
化工厂中常见的爆炸形式主要有：沸溢性爆炸与蒸汽云爆炸两种，其中沸溢性爆炸一般是由火灾引起的，由于受到火的烘烤，导致容器中的液体的温度急剧升高，在此过程中会产生大量的气体，使得容器中的内压力值增大，其压力上升到一定值，就会导致容器的破裂，并且容器中的混合物及容器碎片会以极大的速度喷出，其可燃物被静电或者是外部明火点燃，导致形成爆炸性火球；而蒸汽云爆炸通常是由于可燃物质或者是轻炔的泄露，使得可燃气体与空气混合导致形成爆炸性的蒸汽云，一旦在设备布置紧凑的拥挤空间中遇到明火，就会从爆燃发展成为爆轰，形成蒸汽云爆炸。在化工厂中，爆炸发生概率最大的就是蒸汽云爆炸，其对于建筑物的破坏力也更强，其最主要的破坏形式就是超压冲击波，导致场区建筑物出现严重破坏，主要表现为：（1）爆炸载荷对建筑物测量或者背向所产生的破坏；（2）爆炸载荷对建筑内部楼盖、柱、梁、屋盖等构建所产生的破坏；（3）爆炸载荷对面向爆炸源一侧外部结构构建所产生的破坏。
在蒸汽云爆炸对场区建筑物的平面布局的影响的研究中，必须要能够确定泄露源周围哪些单元可能会对蒸汽云爆炸产生影响，气体的扩散受到地面粗糙度、大气稳定度、风向、风速等多种参数的影响，计算过程中涉及的问题非常的复杂，如果单纯的应用三维数值计算，不但会耗费较高的成本，仍然不能取得理想的计算效果，在对蒸汽云爆炸对于场区建筑物的影响的研究中，不需要对某种特定的扩散情况实施精确的研究，所以可以采用假定各个风向出现概率均等，应用适当的扩散经验计算模型能够计算出蒸汽云扩散的最长影响距离Rmax，在该计算理论中认为以泄露源为圆心、Rmax为半径的圆形区域中的所有单元都有可能被可燃蒸汽云覆盖，应用经验计算模型能够方便、快速的开展计算，尤其在反复调整方案的设计阶段具有很好的适用性；障碍物的存在会导致蒸汽云的扩散受阻，会导致蒸汽云的长度与宽度发生变化，通过经验计算模型再结合蒸汽云影响范围的确定方法，能够得到良好的计算结果。
二、爆炸对于抗爆防护结构的作用机理分析
炸药在抗爆结构表面爆炸时，爆炸过程中所产生的压缩波传到结构内表面时，会出现发射，会将压缩波反射成为拉伸波，很容易导致抗爆结构内表面因为受到拉力破坏而出现震塌破坏，抗爆结构材料的动力抗拉强度直接决定了抗爆结构内表面遭受震塌破坏的严重程度。
由于爆炸过程中产生的强载荷，其周围介质中具有一个从爆炸冲击波到弹塑性应力波衰减的一个过程，在该过程中，既存在不可恢复变形、热效应等产生的物理衰减，又具有空间扩散所产生的衰减，再加上爆炸过程中，应力波的相互作用，使得该衰竭过程的分析变得更加的复杂，在其相关问题的分析过程中，还需要对非线性的影响予以综合的考虑，这也是目前应力波研究工作中的难点。
三、抗爆结构的抗爆机理
结构体在处于外力的作用之下时，其会在一定程度上产生响应，这其中包含了速度响应与位移响应，在实际的运行过程中，对于结构体的外加载荷具有影响的因素是多种多样的，如：结构的运动情况、结构体材料的性质、结构体的结构形式等，但是不管其响应的大小与形式，其在结构体与外力之间都是一种能量的交换，防爆结构体对于爆炸冲击载荷的响应实际在上就是一个其吸收与消化外界能量的过程，其所吸收、消化的能量，有一部分会在微观层面上展现出来，如：温度效应，这种应变效应严重时会导致结构体内部出现塑性变形；而另一部分会在宏观层面上展现出来，如：动能。
防爆结构体在载荷作用下所表现出来的综合弹塑性特征就是结构体对于爆炸冲击载荷的结构参数，在对结构体对于冲击载荷的响应进行宏观分析时，可以将结构体看作是一个具有某种弹性特征及阻尼特征的弹塑性系统。由爆炸所产生的振动都是在水平方向、结构横向及垂直方向三个相互正交的方向上同时产生的，在结构的侧面及顶部一定距离范围内发生爆炸，所产生的振动主要表现为：垂直方向的振动最大、横向振动最小。国际上公认的结论性意见中认为：垂向加速度为横向振动加速度的2倍；垂向振动加速度等于水平方向的振动加速度。但是也有相关资料中的研究理论认为，垂向振动参数、横向振动参数及水平方向的振动参数之间存在这样的关系：横向振动加速度大概为垂向加速度的三分之一；而水平方向的振动加速度大概为垂向加速度的三分之二，但是在大多数的研究工作中，还是以国际公认的参数关系为主。
四、爆炸荷载作用之下，抗爆结构的防护机理探讨
在对爆炸荷载对抗爆结构的破坏机理进行分析时，选取空气夹层结构做为实例来进行分析，其主要由震塌隔离层、空气夹层与抗爆层组成，其结构组成如图1所示：
图1 空气夹层的结构组成
爆炸载荷对于空气夹层抗爆结构的破坏过程，主要可以划分为三个阶段，表现为：爆炸成坑、剥落破坏、贯穿破坏。一旦炸药在钢筋混凝土结构的表面爆炸，就会在其表面产生强烈的压缩波，由于该压缩波的作用，会导致与炸药直接接触的混凝土受到严重的挤压破坏，一些混凝土在此过程中会被碾碎成为粉末，如此就形成了结构体表面的天坑，如图2所示：
图2 爆炸成坑
随着压缩波在防爆结构表面的传播，其压力值会迅速的减少，当混凝土的动力抗压极限强度大于压缩波的压力值时，压缩波对于混凝土的破坏停止，而一旦压缩波传播到防爆结构体的内表面，在其自由表面会被反射成为拉伸波，如果与自由表面邻近的某一处的拉应力的值能够满足混凝土的动态受拉断裂准则，那么就会导致该处的混凝土开裂，而如果其开裂的缝足够的大，就会导致裂片带着一定的动能飞离，最后，处于压缩波的作用之下，抗爆层中间所剩余的混凝土会被贯穿。
如果被剥离的混凝土碎片以一定的速度撞击震塌隔离层，会在其震塌隔离层中产生冲击载荷，而如果此时混凝土被贯穿，那么剩余的压缩波会瞬时作用于震塌隔离层的顶面，震塌隔离层就会处于剩余压缩波及剥落混凝土碎片冲击力的双重作用之下，会导致抗爆结构整体出现弯曲变形。
随着各项技术的进步，现代军事领域各项技术水平也不断的进步与发展，战场上各种精确制导武器的数量越来越多，对于建筑物结构的威胁越来越大，与常规武器爆炸载荷所不同的是，核武器爆炸载荷的持续时间比较长，长达几十甚至是上百毫秒，导致其具有明显的应变率效应，并且其动态本构关系更加的复杂，关于其抗爆防护结构的研究要求更高，在现有基础上，不断加大相关结构的研究力度，提升其抗爆性能非常的必要。
五、防爆厂房配电线路设计
电气配电线路设计是化工厂防爆设计中非常重要的内容，这主要是因为配线施工过程中，比较隐蔽，难以实施检查，这使得配线施工是化工厂中的薄弱环节，化工企业防爆厂房
内配电线路所用电缆或导线一般采用铜芯材质，在爆炸危险场所中使用的电缆不能有中间接头，除了连接隔爆设备导管中的或者本安电路中的导线之外，在导线连接过程中，应该应用牢固的、压紧连接的螺钉连接、熔焊等方式开展，配线所用的钢管应该采用低压流体输送用镀锌焊接钢管，在电气设备与钢管的连接处，应用采用防爆挠性连接管，敷设电气线路的钢管、电缆或者是沟道，其所穿过的不同区域之间的楼板或者是墙的孔洞，应该应用非燃性材料予以严密堵塞。在实施进入按钮、开关、灯具、电机等钢管配线的电气线路设计时，必须要在进口处做好隔离密封工作，做好各方面的工作，防止化工厂能出现爆炸事故。
结束语
在爆炸载荷的作用之下，对抗爆结构体产生一定的破坏作用是难以完全避免的，在现有的技术条件下，将其破坏作用降到最低是非常必要的，本文就主要对爆炸对抗爆防护结构的作用机理，以及抗爆結构的防护机理进行了简单分析，并例举实例分析了爆炸载荷作用下的抗爆结构的防护机理，对于实际应用中，抗爆技术及抗爆性能的提升具有积极的作用。
参考文献
[1]钱成,陈太林,吴理更.爆炸荷载作用下抗爆结构的防护机理[J].山西建筑,2013(24).
[2]夏志成,许多,王静,周建南.结构内爆炸荷载作用下钢筋钢纤维混凝土抗爆墙设计探讨[J].工程爆破,2013(2).
[3]章毅,方秦,陈力,张亚栋,柳锦春.多次爆炸荷载作用下梁的抗爆性能分析[J].兵工学报,2012(S2).