地下综合管廊燃气舱内爆炸下结构动力响应规律

通过ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件,建立土体与地下三舱综合管廊耦合模型,采用隐式-显式顺序求解的分析方法,模拟燃气舱在1、5、20、40 kg TNT药量下的内爆情况。研究结果表明:①炸药量对燃气舱的影响最为显著,其次综合舱,电力舱影响最小,燃气舱内左侧隔墙的破坏相比其他墙板破坏更严重,其破坏处为墙板交接处和各板中间附近位置;②燃气舱内空气中心线上的冲击波超压峰值在传播过程中呈现出先减小后增大最后减小的趋势,其中当炸药量20、40 kg TNT时,其超压峰值会2~5 m内出现较大的波动;③位移时程曲线基本遵循随着炸药量的增加而增加,部分测点后半时程会出现较大差异。在40 kg TNT炸药量爆炸荷载下,燃气舱上顶板较下底板的位移影响较大,其最大值能达到0.7 cm,且残余变形为0.5 cm左右。

燃气爆炸荷载作用下综合管廊破坏历程研究

采用ANSYS/LS-DYNA软件,结合MAT_72R3和HJC两种混凝土本构模型,建立地下综合管廊(有3个舱,电力舱靠左侧,综合舱居中,燃气舱靠右侧)三维模型,对燃气爆炸荷载作用下管廊损伤破坏历程和周围土体动力响应进行了数值模拟。研究结果表明:地下综合管廊结构的损伤破坏历程是由燃气舱局部损伤破坏逐渐扩展至综合舱和电力舱,燃气舱主要向四周扩张;管廊各测点在爆炸荷载作用下产生的最大水平位移均大于最大竖向位移;在爆炸荷载作用下,管廊燃气舱顶板的振动现象明显且速度呈现周期性衰减变化;由于燃气舱直接承受爆炸荷载作用,最大速度发生在燃气舱右侧壁测点。建议工程实践中在燃气舱和其他舱室之间设置一定的缝隙,以阻碍爆炸应力波向其他舱室扩展,从而避免其他舱室进一步发生破坏。在实际设计管廊时,应增强管廊的抗滑移能力。