火灾爆炸作用下钢框架结构破坏分析

考虑围护结构影响下建立2层的钢框架结构,在火灾爆炸分别发生在边跨和中跨2种工况时,通过改变冲击力的大小,分析钢构件的受力和破坏情况,给出钢框架结构的破坏程度。结果发现,钢框架结构具有较大的变形能力,型钢的损伤是随着冲击力的增加逐渐积累,墙的存在加速钢构件的破坏,分析对比梁柱构件的应力时程曲线,发现相同时刻时梁的损伤明显比柱严重,且中柱损伤比边柱更严重,比例距离相同时,温度越高框架整体破坏越严重;温度相同时,比例距离越小框架破坏越严重。研究成果可为今后钢框架结构的抗火抗爆研究及工程加固提供理论参考。

桥上爆炸作用下正交异性钢桥面板的破坏模式研究

桥上爆炸作用下正交异性钢桥面板的破坏模式研究简介正交异性钢桥面板广泛应用于以悬索桥和斜拉桥为代表的大跨度钢桥,作为交通生命线上的咽喉工程,大跨度钢桥极易遭受军事打击和恐怖袭击导致的爆炸荷载。爆炸荷载作用下桥面板结构可能发生局部破坏,甚至整桥发生倒塌,严重威胁桥梁的通行性能。而已有研究主要局限于爆炸作用下钢板/加劲钢板等简单结构的破坏模式,对于具有复杂结构布置的原型正交异性钢桥面板的破坏模式研究较少。

爆炸作用下岩石介质应力波传播规律研究

以平面波发生器为加载源的爆炸测试系统 ,直接得出爆炸作用下岩石的应变历程曲线 .通过对一组应变波形的Lagrange分析 ,导出了岩石在 10 3～ 10 4 s- 1应变率范围内的应力波其它参量 (质点速度、应力等 )随时间的变化历史 。

燃气爆炸作用下房屋裂缝开展的分形模拟

燃气爆炸灾害下房屋裂缝开展的模式与受均布压力破坏时的相同，在参照实验所得混凝土裂缝的分形维数资料的基础上编制了相应的软件，利用分形插值的方法实现裂缝开展过程的模拟，模拟结果较好地反映了裂缝发展的真实情况，且较以往的模拟方法节约了大量存储空间。

爆炸作用下围岩稳定性样条小波三维数值模拟

爆炸具有高压瞬时的特点,地下结构模拟属于半无限域,应用传统有限元模拟时单元划分较多,计算效率低。样条小波有限元具有良好的数值逼近性,一个单元具有多个节点。推导了三维小波转换矩阵,应用构造了三维区间B样条圆环、扇形小波单元。结合工程实例通过Matlab软件编程,对爆炸作用地下拱形结构围岩稳定性进行了三维数值模拟,模拟结果与现场采集数据基本一致,计算效率高于传统有限元。

起爆方式对爆炸作用影响的研究

用非线性有限元法，分析在不同起爆方式下圆柱形装药爆炸时壳体的动力学响应。在原有的基础上，分析计算了端面两点对称起爆和两点偏心起爆。计算结果表明，起爆方式对爆炸作用有显著影响。

爆炸作用下RC柱损伤快速评估模型

基于BP神经网络,以7个结构参数和2个荷载参数作为输入,损伤值作为输出,建立了爆炸作用下钢筋混凝土(RC)柱损伤的快速评估模型.在模型中,采用以精细化有限元模拟得到的1,032组RC柱损伤的数据训练网络,采用遗传算法和粒子群算法优化网络的初始权值和阈值,并以216个新损伤样本对模型的预测能力进行测试.研究表明,所建立的评估模型能够较准确地用于爆炸作用下RC柱损伤的快速评估;所得到的损伤分区图可以有效并直观地用于RC柱的爆炸风险评估.

自由面条件影响爆炸作用的数值模拟

在立井掘进爆破中 ,工作面通常有积水。本文利用有限差分程序sMMIC分析了工作面积水对爆炸作用的影响规律。计算表明 ,工作面积水 。

隧道内爆炸作用衬砌结构的动力响应和损伤机理研究

隧道内爆炸作用可能导致其衬砌结构的破坏和坍塌,造成车辆通行受阻和生命财产损失。为了研究隧道衬砌结构的抗爆性能,应用AUTODYN软件建立了隧道衬砌-岩石-土壤的三维数值模型,并考虑炸药-空气-结构的流固耦合相互作用,以及隧道内爆炸作用对衬砌结构的动力响应和损伤机理进行了数值模拟分析。结果表明:在不同炸药量作用下,超压峰值及冲量以爆心地面投影点为中心,向四周迅速衰减,表现出一定的规律性;离爆心最近的底板首先出现损伤,并向四周扩展,直墙角部由于受到底板竖向变形而引起的拉应力作用,较早地出现损伤,在直墙壁和拱顶产生纵向和环向的裂缝,这些裂缝把整体式隧道衬砌结构分割成大小不等的混凝土块体。

爆炸作用下曲线梁桥的倒塌模式

桥梁是交通工程中的重要枢纽结构和社会开放性公共设施,在运营过程中存在意外爆炸和恐怖袭击导致结构损坏甚至倒塌的风险,研究桥梁结构在遭受爆炸冲击后的倒塌模式显得尤为重要。利用流固耦合方法和三阶段方法数值模拟曲线梁桥在桥墩受到爆炸后的破坏效应和倒塌过程。结果表明:200 kg TNT炸药在曲线梁桥中间单柱墩底起爆后,墩柱被迅速逐层破坏,在重力作用下桥梁逐步倒塌,单柱墩是桥梁抗爆防爆设计的关键构件,应加强对墩柱的防护。连续刚构曲线梁桥的倒塌模式会表现出墩柱破坏、梁体下垂、支座处梁底破坏、梁端坠落和梁体在悬臂根部折断等破坏形态。桥台支座是曲线梁桥的重要支撑连接构件,支座或其附近区域破坏是主梁落梁的重要原因,建议在立交桥的抗爆设计中采取强连接约束措施以延缓或防止桥梁倒塌。

岩石中侵彻与爆炸作用的破碎区速度场

为了解决空腔膨胀理论在研究介质中侵彻与爆炸破碎区过程存在的问题及分析其产生的原因,从破碎区应力与变形状态的实际出发,运用动量与质量守恒关系,推导出介质破碎区运动学的关系式,在此关系式基础上,给出侵彻、贯穿比例换算关系和爆炸破碎区的几何相似关系等简单实用结果。

不耦合装药爆炸作用下燃料空气炸药的近区抛散

通过建立的力学模型 ,分析中心不耦合装药爆炸载荷下燃料空气炸药近区抛散速度分布的规律 .得到燃料抛散最大速度的计算方法 ,为中、远区抛散分析奠定了基础 .计算值与实验结果是一致的 .研究结果表明 :中心不耦合装药爆炸载荷作用与耦合装药相比 ,燃料的抛速变小 .

应力波效应对爆炸作用下RC桥损伤特性的影响

为了研究RC桥梁抗爆性能,分析了应力波传播的基本原理,采用AUTODYN软件建立了有限元计算模型,验证了计算方法的有效性,对空中爆炸作用下方形空心RC桥动态响应进行数值仿真,分析了方形截面RC桥应力波的传递路径和不同位置的损伤特点。得到以下结论:爆炸作用下RC桥损伤特性受应力波效应影响明显,且主要为自由面反射引起的拉应力;梁体上缘下表面损伤最为严重,须重点防护;梁体两缘上部形成"耳状"损伤;梁体下缘上表面中部出现明显损伤。

复合壳体抗水下爆炸作用机理研究

结合应力波在介质界面的反射透射机理以及应力波的衰减规律对复合壳体抗水下爆炸冲击作用进行了研究,找出了影响应力波衰减的显著因子,并提出了“匹配系数”的概念,为设计具有最佳防护效果的复合壳体提供了理论依据。

柱形装药在岩体内的爆炸作用过程

针对柱形装药在岩体内的爆炸作用过程,通过力学模型和数值计算,获得了柱形装药在岩体内产生的最大爆炸空腔体积及爆炸作功系数,并探讨了有关爆炸参量随时间变化的规律。分析表明:2号岩石铵梯炸药在石灰岩中产生的最大爆炸空腔半径是炮孔半径的1.5倍,爆炸作功系数为0.69;在辉绿岩中产生的最大爆炸空腔半径是炮孔半径的1.26倍,爆炸作功系数为0.54。

带裂损隧道在爆炸作用下的二次损伤响应规律

服役中的隧道结构通常存在初始裂损,当遇到爆炸作用时,隧道结构性能会受到影响。利用多级背景网格物质点法对爆炸作用下带裂损的地铁隧道的二次损伤响应规律进行了数值模拟。结果表明:在爆炸作用下,初始裂损的存在会导致衬砌结构的刚度下降,轨行区底板产生更大范围的损伤,二次损伤面积增大34.2%,此外,初始裂损会加快隧道结构的损伤速度。初始裂损的深度和长度会显著改变隧道结构及围岩的动力响应,随着衬砌裂缝深度增加,轨行区底板二次损伤面积近线性增加,当裂缝深度为衬砌厚度的一半时,围岩等效塑性应变峰值的增速最快;随着衬砌裂缝长度的增加,轨行区底板二次损伤面积、围岩塑性应变峰值和位移峰值逐渐增大,但增速逐渐减缓。

局部爆炸作用下混凝土框架结构抗连续倒塌设计

采用替代路径法对按我国规范设计的钢筋混凝土框架结构进行局部爆炸作用下抗连续倒塌设计验算和再设计。竖向构件移除位置、荷载组合、构件失效准则以及结构破坏范围限值均参考美国《结构抗连续倒塌设计》(UFC4-023-03)中的规定,改进了其中的构件塑性铰模型,采用条分法得到了纯弯和压弯构件塑性铰的荷栽-变形全过程,以合理描述构件受力性能。研究发现,常规设计难以保证结构在局部爆炸作用下不发生连续倒塌。随后进行了参数研究,以认识重要参数对结构抗连续倒塌性能的影响。结果表明,减少柱距后结构抗连续倒塌性能提高明显,而提高结构抗震设防烈度的方法效果不明显,增加结构层数则会削弱结构的抗连续倒塌能力。在此基础上给出了三个抗连续倒塌设计方案并进行了经济性比较。比较表明,同时提高结构的冗余度和构件的承载力具有较好的经济性。

炸药与岩石的爆炸作用及其匹配

用理论分析来研究孔壁爆炸作用,提出炸药与岩石的匹配关系取决于装药量、爆热和爆炸能量利用率。

单自由面垂直炮孔爆炸作用的数值模拟

为了考查无空孔直眼掏槽爆破参数 ,采用数值模拟方法研究单自由面垂直炮孔的爆炸作用问题。数值模拟结果表明 ,在堵塞条件一定时 ,单自由面垂直炮孔爆破漏斗与装药长度无关。对于本算例所选取的炮孔参数、装药参数和岩石参数 ,爆破漏斗深度约为1～ 2m ,是孔径的 2 5～ 5 0倍。

单个球形药包在无限冰介质内部爆炸作用试验研究

通过对球形药包在无限冰介质内部爆炸作用实验研究与理论分析,分别研究了爆炸冲击波、爆炸应力波以及准静态应力场等对冰介质的破坏机理、破坏形式和破坏范围,文中研究结果将对爆炸破冰技术的应用提供实验和理论依据.