考虑流固耦合作用的饱和土与结构物爆炸响应研究

发布时间：2022-08-13 14:49

　　爆炸作用下的饱和土-结构物的耦合机制影响因素多而复杂,其分析涉及了多孔介质渗流力学、爆炸动力学、土动力学等多学科内容。由于爆炸条件下的水土耦合求解非常困难,在研究饱和土中爆炸波传播及爆炸条件下土-结构相互作用时普遍忽略孔隙水压力作用,考虑流固耦合作用的饱和土动力响应及饱和土中结构物动力响应的研究成果较少,非线性荷载下岩土材料参数难以确定,现有的土中爆炸经验公式应用范围较小。因此,研究考虑流固耦合作用饱和土与结构物的动力响应,对土中结构物的抗爆性能评估具有重要意义。本文采用理论研究和数值分析等方法,研究了考虑流固耦合作用的饱和土与结构物在爆炸荷载下的动力响应问题。提出了融合流固耦合理论及材料动力参数反演的饱和土爆炸响应数值分析方法;建立考虑流固耦合作用的饱和土爆炸响应模型;基于遗传算法进行了岩土动力参数最优化分析,探讨海床中爆炸波的传播规律;从土-水-结耦合作用出发,分析爆炸荷载下海洋结构物的动力响应。主要研究内容和成果如下:（1）提出了融合流固耦合理论及材料动力参数反演的饱和土爆炸响应数值分析方法。建立了基于u-p模型饱和土爆炸响应模型,采用了AMALGAM遗传算法的实现材料动力参数反... 

【文章页数】：168 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 爆炸实验研究
        1.2.2 爆炸波的传播理论
        1.2.3 爆炸数值研究
        1.2.4 综述小结
    1.3 研究内容
    1.4 论文创新点
第二章 爆炸作用下饱和土流固耦合动力分析方法研究
    2.1 引言
    2.2 饱和土流固耦合动力模型
        2.2.1 水土耦合理论模型
        2.2.2 模型材料本构及相关参数
        2.2.3 饱和土爆炸响应模型求解方法
    2.3 饱和土动力参数反分析方法与应用
        2.3.1 Pareto最优理论
        2.3.2 多目标校准问题
        2.3.3 AMALGAM算法
        2.3.4 饱和土中爆炸三维模型
        2.3.5 多目标多参数反分析实现
    2.4 结果分析与讨论
    2.5 本章小结
第三章 考虑流固耦合作用的饱和海床爆炸响应分析
    3.1 引言
    3.2 海床爆炸动力响应模型
        3.2.1 数值模型
        3.2.2 网格敏感性分析
    3.3 海床爆炸响应结果分析
        3.3.1 模型验证
        3.3.2 峰值应力在海床中的衰减规律研究
        3.3.3 峰值孔隙水压力在海床中的衰减规律研究
    3.4 本章小结
第四章 爆炸荷载下的海底管线动力响应研究
    4.1 引言
    4.2 海底管线爆炸响应模型
        4.2.1 管线动力响应分析模型介绍
        4.2.2 水-土-结构耦合模型验证
    4.3 海底爆炸荷载下的管土响应
        4.3.1 海底爆炸的环境影响
        4.3.2 浅埋管线的动力响应
        4.3.3 孔隙水压力作用机理探讨
    4.4 海底石油管线爆炸响应参数分析
        4.4.1 管线埋深与爆炸当量的影响
        4.4.2 起爆距离的影响
        4.4.3 管线直径的影响
        4.4.4 管壁厚度的影响
    4.5 本章小结
第五章 爆炸荷载下海洋桩基的动力响应研究
    5.1 引言
    5.2 海洋桩基爆炸响应模型及参数
    5.3 爆炸作用下海洋桩基动力响应结果分析
        5.3.1 桩周海洋环境的爆炸响应
        5.3.2 钢管桩在海底爆炸动力响应
    5.4 爆炸作用下桩基动力响应参数分析
        5.4.1 起爆当量参数分析
        5.4.2 起爆位置参数分析
        5.4.3 顶部荷载对桩基响应的作用
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间主要科研成果



本文编号：3677236