自耗散结构的管道中爆炸冲击波传播衰减规律研究

为实现管道内爆炸冲击波的快速衰减,文章提出了一种具有自耗散结构的管道,利用LS-DYNA有限元软件进行管道内爆炸冲击波传播的仿真模拟,获得爆炸冲击波在长直管道和具有自耗散结构管道内的传播规律,分析了自耗散结构实现冲击波快速衰减的作用机理,并对自耗散结构加快冲击波衰减的经济性和功能性进行评价。结果表明:相比长直管道,具有自耗散结构的管道内冲击波的超压峰值随传播距离显著降低,经过一倍管道直径,超压峰值衰减率超过95%,得到具有自耗散结构的管道具备更好的经济效益。

不同高温作用后混凝土劣化损伤性能

混凝土作为普遍使用的建筑材料,为进一步探索其在受到高温冷却后劣化损伤性能,使用∅74 mm大口径分离式霍普金森压杆对不同温度冷却处理后的C30混凝土材料进行动态力学性能试验,得到其不同温度后、不同应变率下的应力-应变曲线,并针对其动态抗压强度、损伤变量及破碎形态进行了探讨。结果表明:在100~200℃范围内,混凝土的动态抗压性能下降有限,但当温度达到400℃及以上时,其力学性能下降明显,破碎形态严重。过高的温度会对混凝土材料造成损伤,高温冷却会使混凝土产生应变软化效应,高应变率下混凝土材料也体现出了应变率强化效应。过多的裂缝扩展也一定程度上抑制了损伤变量的增长。在相同温度处理后,应变率越高会使混凝土试样破碎越严重。且过高的温度会加剧混凝土的劣化损伤。

高温后水泥砂浆-花岗岩复合层动态力学性能试验研究

为研究高温后水泥砂浆-花岗岩复合层的动态力学特性,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)设备,以温度和加载速率为可变参数,开展了复合层试件动态压缩试验及静压对比试验。结果表明:动态抗压强度和动态强度增长因子(dynamic intensity factor, DIF)均有显著的应变率效应,应变率低于45 s~(-1)时DIF随温度升高单调减小,高于45 s~(-1)后DIF随温度升高先减小后增大;高温后复合层界面黏结减弱,随着温度升高水泥砂浆和花岗岩破坏形态差异化增大;复合层试件削波耗能特性表现出加载速率低敏感和温度高敏感。峰值应力比和耗能率不随加载速率的改变而发生明显变化,高温后复合层等效波阻抗下降,削波能力得到增强而耗能效果受到削弱;随着温度升高,入射能更多地转化为反射能,透射能及破坏耗能的占比下降。

土中钢板-混凝土筒结构抗爆性能研究

为探究地下爆炸荷载作用下土中钢板-混凝土筒结构的抗爆性能,采用多物质流固耦合计算方法,揭示了冲击波在土体介质中的传播规律,分析了钢板-混凝土筒结构的动力响应与损伤机理,开展了爆炸模型试验,获得了筒体附近的土压力分布及其迎爆面的变形时程曲线,并验证了数值模拟的准确性。在此基础上,与传统钢筋混凝土筒结构抗爆性能对比,分别评价了两种结构形式的破坏模式与损伤程度。结果表明,同等用钢率下,钢板-混凝土筒体抗冲击性能更好。