钙质砂地基爆炸响应动力特性试验研究

发布时间：2021-03-08 09:30

　　目前我国在南海已有多座吹填岛礁,其上建有以钙质砂为地基材料的军民用工程,研究钙质砂地基爆炸动力响应规律对于工程安全评估及国防需要具有重要意义。通过室外场地爆炸试验,对钙质砂地基爆炸响应动力特性开展研究,分析爆炸荷载作用下钙质砂地基中应力发展和爆炸能衰减规律,主要研究内容和成果如下:（1）爆炸荷载作用下,钙质砂地基中应力峰值随爆心距增大迅速衰减;地下水位较高时,地基内流固耦合作用明显,流层间及流固相互作用对爆炸能有明显耗散作用。（2）结合场地试验数据与数值计算结果提出了爆炸危险区域半径界限值Rs及其计算方法,当爆心距R?Rs时,钙质砂地基中颗粒破碎严重,塑性耗能迅速增加,应力急速衰减,表现出塑性性质;当R>Rs后,应力衰减速度趋于稳定,地基表现出一定弹性性质。（3）爆炸荷载作用下,全浸水状态地基中应力峰值最大,无地下水状态地基中应力峰值略小,半浸水状态地基中应力峰值显著降低;钙质砂地基处于一定浸水状态时,对爆炸能有更显著衰减作用,稳定性更好。论文研究提出了地基中应力峰值随爆心距增大而衰减的理论计算公式,分析了地下水位变化对钙质砂地基稳定性的影响,研究成果可为钙质砂地基工程设计、施工... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钙质砂静力学性质研究
        1.2.2 钙质砂动力学特性研究
    1.3 主要研究内容
第2章 钙质砂物理力学性质指标试验
    2.1 钙质砂试样概况
    2.2 钙质砂基本物理性质参数
        2.2.1 砂样含水率与密度
        2.2.2 砂样土粒比重与孔隙比
    2.3 钙质砂基本力学性质指标
    2.4 本章小结
第3章 钙质砂地基爆炸响应研究试验方案
    3.1 试验场地
    3.2 试验监测设备
    3.3 试验研究工况
    3.4 试验监测方案
        3.4.1 孔隙水压力和土压力监测
        3.4.2 地面沉降、振动与挤密监测
    3.5 本章小结
第4章 钙质砂地基爆炸响应特性试验分析
    4.1 地基中应力典型特性时程分析
        4.1.1 土压力时程曲线
        4.1.2 孔隙水压力时程曲线
    4.2 试验控制因素对地基中应力变化的影响
        4.2.1 爆心距影响分析
        4.2.2 起爆药量影响分析
        4.2.3 地下水位状态影响分析
        4.2.4 炸药埋深影响分析
    4.3 地基中流固相互作用分析
    4.4 地面沉降与挤密特性分析
        4.4.1 地面沉降分析
        4.4.2 地基挤密特性分析
    4.5 地基中液化现象监测与分析
        4.5.1 砂土液化概述
        4.5.2 地基中累积超孔隙水压力变化特性
        4.5.3 振动速度对钙质砂地基液化的影响
    4.6 本章小结
第5章 钙质砂地基爆炸响应与影响范围分析
    5.1 概述
    5.2 钙质砂地基爆炸分析模型
        5.2.1 数值计算模型
        5.2.2 地基土计算参数
        5.2.3 爆炸荷载设置
        5.2.4 模拟工况
    5.3 钙质砂地基爆炸响应模拟结果分析
        5.3.1 地基中应力波传播规律
        5.3.2 地基中爆炸能转换与耗散分析
        5.3.3 地基中孔隙水压力变化特性分析
        5.3.4 地面沉降分析
    5.4 钙质砂地基爆炸影响范围分析
        5.4.1 地基应力峰值变化规律分析
        5.4.2 爆炸相对安全区域范围探讨
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]珊瑚土工程场地地震液化特征解析[J]. 袁晓铭,张文彬,段志刚,孙锐,汪云龙,张巍.  岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[2]钙质砂与石英砂渗透性差异对比试验[J]. 廖仁国,周先齐,蔡燕燕,张小燕.  华侨大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]2018海洋生态环境状况公报[J].   中国生态文明. 2019(04)
[4]粒组含量对钙质砂压缩变形特性影响的宏细观研究[J]. 沈扬,沈雪,俞演名,刘汉龙,葛华阳,芮笑曦.  岩土力学. 2019(10)
[5]中国南海吹填岛礁钙质砂动力特性试验研究[J]. 高冉,叶剑红.  岩土力学. 2019(10)
[6]非饱和粗粒土基质吸力与含水率及级配关系试验研究[J]. 何忠明,刘雅欣,曾新发,刘登生,职孟林.  中南大学学报(自然科学版). 2019(03)
[7]考虑颗粒破碎影响的珊瑚砂临界状态与本构模型研究[J]. 蔡正银,侯贺营,张晋勋,张雷,关云飞,曹永勇.  岩土工程学报. 2019(06)
[8]建筑物下珊瑚砂地基动力响应振动台模型试验研究[J]. 丁选明,吴琪,刘汉龙,陈志雄,陈育民,彭宇.  岩土工程学报. 2019(08)
[9]珊瑚礁岩土工程地质的探索与研究——从事珊瑚礁研究30年[J]. 汪稔,吴文娟.  工程地质学报. 2019(01)
[10]颗粒破碎对钙质砂的应力-应变及强度影响研究[J]. 陈火东,魏厚振,孟庆山,王志兵,冯铮.  工程地质学报. 2018(06)

博士论文
[1]饱和钙质砂爆炸响应动力特性研究[D]. 徐学勇.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009
[2]波浪荷载作用下饱和钙质砂动力特性的试验研究[D]. 李建国.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2005

硕士论文
[1]流固耦合作用下颗粒体细观分析[D]. 刘俊.东南大学 2017



本文编号：3070824