爆炸冲击下隧道衬砌及周围各向异性砂土动力响应

为研究隧道衬砌及周围正交各向异性砂土的爆炸反应特性,基于流固耦合算法,建立炸药-空气-混凝土衬砌-正交各向异性砂土三维有限元模型,分析爆炸冲击作用下隧道衬砌及周围正交各向异性砂土的位移、速度及应力时程曲线变化规律。结果表明:隧道衬砌和正交各向异性砂土的位移变化趋势基本一致,拱顶水平位移趋近于0,衬砌结构整体沿竖直方向向上移动;拱底周围与其他位置相比受损最为严重,在进行隧道抗爆设计时应尤其注意拱底的安全防护;衬砌应力分布与砂土相比存在显著差异,衬砌应力变化更为剧烈,最大应力至少为砂土的20倍。