防爆墙迎爆面反射压力系数计算方法研究

研究防爆墙迎爆面荷载计算方法有助于防爆墙的科学设计和合理使用。爆炸产生的反射冲击波压力是作用在防爆墙上的主要荷载,由入射压力和与相应的反射压力系数的乘积得到。针对墙体变形情况下作用于防爆墙上的反射压力系数的计算方法进行了研究,发现作用于墙体的反射压力系数和墙体变形没有直接关系。基于这一现象,将墙体变形和冲击波墙面反射解耦考虑,提出了反射压力系数的计算方法。对比了地面爆炸及近地表空中爆炸对墙体反射压力系数分布规律的差异,建议了近地表空中爆炸时墙体反射压力系数的计算方法。

侧向爆炸作用下地下拱形结构动力响应

当爆点偏向结构一侧时,结构会发生部分受荷的情况,从而导致结构的内力及破坏形式发生变化;讨论爆点位于侧向时结构的受荷范围,给出荷载计算公式;将地下结构与周围介质的相互作用关系等效成为一种阻尼作用,从而在结构动力方程中加入相互作用因素,通过方程求解得到结构振动响应的解析解;利用这种方法推导出远场任意角度爆炸荷载作用下结构的响应计算公式,并在侧向爆炸条件下得到结构的位移和最大弯矩分布曲线。

震后地下拱结构的抗冲击波动载能力评估

为正确评估震后地下防护结构的抗动载能力,对汶川地震地下防护结构的破坏状况进行了分析,根据结构震后破坏模式建立了相应的结构损伤力学模型,提出了震前固端拱在震后劣化为三铰拱的结构分析方法。针对不同结构型式,给出了动荷载动力系数的确定方法,通过计算得到了在相同均布荷载作用下地下拱形结构的弯矩和拱脚推力的计算公式。针对具体实例,计算了不同损伤型式的拱结构承受冲击波荷载时的结构内力,从而给出了震后结构的抗动载能力评估方法。研究表明,地下防护结构震后抗冲击能力下降可达50%以上。

刚性防爆墙迎爆面荷载计算方法研究

防爆墙作为一种有效的防护措施在国内外重要工程中得到了广泛应用,研究防爆墙迎爆面荷载计算方法有助于防爆墙的科学设计和合理使用。该文采用数值模拟的方法,对不同倾斜角度刚性墙迎爆面压力荷载的计算方法及不同倾角墙体的抗爆效能进行了研究。分析了冲击波在垂直墙体、迎向以及背向炸药倾斜墙体上的反射、绕流以及荷载分布规律,总结出了不同工况时墙体荷载计算方法。研究发现背向炸药倾斜的墙体与垂直墙体以及迎向炸药倾斜的墙体具有几乎相同的防护效果,但墙体所承受的荷载要低于其他两者,合理的解释了工程中存在的防爆墙后倾现象的力学机制。

爆炸作用下拱形结构反射系数计算方法研究

为了计算爆炸荷载作用下地下拱形结构上的动荷载,引入了Costantino荷载模型考虑拱结构拱曲率对介质-结构相互作用机理的影响,在单自由度体系位移模式的基础上利用虚功原理,求解爆炸荷载作用下拱形结构的反射系数,即作用到结构上的均布动荷载峰值与结构板块处自由场应力的均布峰值之比。讨论了拱曲率、结构刚度、介质参数对反射系数的影响。在此基础上,与规范中平顶结构的综合反射系数计算方法进行了比较,引入修正系数对公式进行修正,改进后的反射系数计算方法对于不同的结构形式具有更广泛的适用性。

非均布荷载作用下震后地下拱结构抗动载能力评估

为评估非均布荷载作用下震后地下防护结构的抗动载能力,针对震前震后三种结构型式,给出了动荷载动力系数的确定方法,推导出了非均布荷载作用下地下拱形结构的弯矩和拱脚推力的计算公式。针对工程实例,计算了不同损伤型式的拱结构承受非均布动载时的结构内力,从而给出了非均布荷载作用下震后结构的抗动载能力评估方法。研究表明:抗弯设计条件下震后拱结构抗非均布动载能力将降低约13%,而在抗剪设计条件下由于裂缝的穿透震后拱结构抗非均布动载能力将降低50%以上。