有限长柱形装药爆炸应力波传播分析

为研究有限长柱形装药爆炸应力波的传播问题,首先进行了小装药量在模拟围岩介质自由场中的爆炸试验,所测得的应力时程曲线上先后出现两个应力峰值,依次对应纵波和横波,并且横波的应力峰值受柱形装药长径比变化的影响较大;在试验基础上采用椭球面波形式分析有限长柱形装药爆炸应力波的传播,椭球波阵面传播速度在沿r和φ两个方向衰减,随着波阵面的膨胀,沿φ方向传播速度逐渐趋于零,椭球波阵面逐渐过渡到球形波阵面;利用特征线法推得了椭球面波纵波和横波波速表达式,与爆炸试验中测得的应力时程曲线上出现纵波和横波两个峰值的试验现象相互印证。

条形装药在岩体中爆炸成腔过程的数值分析

利用LS-DYNA非线性有限元程序,对不同药量等级的条形装药,进行了无限域岩体介质中的爆炸成腔数值模拟计算,得到了爆炸成腔过程的基本图像及爆腔形成的位移时程曲线,通过对爆腔半径的数据分析对比,得到条形装药的长径比值k与爆腔半径和装药半径之比值rα/ro呈线性关系、条形装药比集团装药具更强爆扩能力的结论.

条形装药爆炸条件下地下结构的动力数值分析

军事地下工程多采用直墙拱结构形式，实战中美军大量使用的精确制导炸弹装药可视为条形装药。为研究近区爆炸条件下条形装药对直墙拱结构的动力响应影响问题，利用LS—DYNA程序进行了条形装药爆炸条件下地下直墙拱结构的动力数值分析。通过对比集团装药的数值模拟结果，发现在条形装药垂直入射结构拱项时，直墙拱顶的有效应力峰值高于集团装药达25％。因此，如果按传统方法将精确制导炸弹装药视为集团装药，进行防护工程结构计算和设计偏于不安全，根据数值计算结果提出了防护工程结构设计参考建议。

长坑道中化爆冲击波压力传播规律的数值模拟

为了对坑道中的防护门抗化爆冲击波效果进行有效的设计,首先需要确切知道通道中自由场压力的传播规律。基于Hopk inson比例定律,用LS-D yna动力有限元软件模拟了常规炸药在坑道入口外爆炸情况下,长坑道中冲击波峰值压力的衰减规律。模拟结果与其它经验方法的预测结果进行了比较,可为进一步研究确定坑道中防护门上的化爆冲击波荷载及其防护技术提供依据。

坑道内冲击波冲量传播规律的试验研究

为获得坑道中冲击波冲量的传播规律,共进行了20次坑口外装药比例模型爆炸试验。模型坑道为等截面钢筋混凝土直墙圆拱结构,截面积为0.67m2,TNT炸药的装药量范围为1000g^4600g。用压力传感器记录了坑道中的冲击波波形,分析了实测的冲击波波形和冲击波冲量的传播规律,由实测数据拟合出了装药在坑口外爆炸情况下,冲击波冲量沿着等截面直坑道传播的工程经验模型。算例分析表明,该文提出的冲击波冲量工程经验模型具有一定的应用价值。

命中角对防护结构爆炸荷载的影响试验研究

为研究装药命中角度对防护结构的爆炸荷载的影响规律,对直墙拱防护结构及围岩进行了系列爆炸试验,得到了直墙拱拱顶、拱脚以及直墙底处的爆炸荷载和位移波形图;通过分析直墙拱不同部位压力峰值和位移峰值发现,随着装药命中角度增大,拱顶处的压力和位移峰值随之而减小,但拱脚处的压力和位移峰值随之而增大,并且拱脚处的位移峰值增大幅度远远高于压力峰值增大幅度,而直墙底几乎不受装药命中角度变化的影响,可供参考使用。

地下结构头部在精确打击下的毁伤试验研究

为研究精确打击条件下地下结构头部段的毁伤特点,根据爆炸相似律进行了圆柱形装药在头部围岩中三种爆炸位置的模型爆炸试验。试验结果显示,直墙段是结构最易受损部位,装药在直墙侧方爆炸时,结构毁伤程度最严重;地下结构头部动荷载段计算假定装药位置在拱顶正上方爆炸为最不利情况偏于危险,可通过在现行动荷载计算公式中引入装药爆炸位置影响系数,完善计算公式未能考虑爆炸位置因素影响的缺陷;分析直墙拱结构的受力特点,并建议采用曲拱结构形式应对精确打击的防护需求。

BLU-113A/B与等量集团装药爆炸效应研究

通过数值模拟和TM5-855-1经验公式分别计算了集团装药爆炸的地冲击参数,以此证明模拟结果可信;对BLU-113A/B和等量集团装药爆炸引起的地冲击参数的数值模拟结果进行了对比,得出了比例爆距λ>0.7二者的冲击参数差异不大;比例爆距λ<0.3岩石峰值应力前者是后者的4倍以上的结论。

命中角度对地下结构爆炸荷载及相对位移影响

为研究钻地弹柱形装药命中角度对地下结构的爆炸荷载以及相对位移的影响规律,以GBU-28为例,采用模型爆炸试验和数值仿真方法,对常见的直墙拱形地下结构进行拱顶正上方爆炸分析。结果显示,随着命中角度增大,结构拱顶处的竖向爆炸荷载和相对位移减小,而拱脚处的水平向爆炸荷载和相对位移则会增大,但直墙底处的变化则不明显;拱顶的荷载和位移减小幅度基本一致,但拱脚处的位移增幅远大于荷载增幅;提出引入命中角度影响系数,定量描述命中角度变化对结构爆炸荷载和相对位移的影响程度,并根据计算结果,拟合得到命中角度影响系数计算式,为工程设计时考虑命中角度变化对地下结构爆炸荷载和相对位移的影响打下基础。