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埋地管道爆炸对水泥混凝土道路的毁伤效应

发布时间:2018-01-07 00:38

  本文关键词:埋地管道爆炸对水泥混凝土道路的毁伤效应 出处:《南京理工大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 埋地压力管道 爆炸 水泥混凝土道路 毁伤效应 SPH-Lagrange耦合算法


【摘要】:埋地压力管道的爆炸将可能导致严重的人员伤亡和巨大的财产损失。研究埋地管道爆炸毁伤效应,对建立地下管网的安全风险评估指标体系和确立安全防护规范具有重要的参考意义。本文采用SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)算法和SPH-Lagrange耦合算法对地下管道爆炸荷载作用下水泥混凝土道路的毁伤效应进行数值仿真研究,研究内容及结论如下: (1)模拟水泥混凝土道路内部裸装炸药爆炸的现象,分析了漏斗坑的形成过程与应力波的传播规律,得到相应的累积损伤图、速度时程曲线、压力时程曲线。与文献中的实验结果相比,验证了SPH-Lagrange耦合方法的可行性和计算结果的正确性。 (2)模拟爆炸源在管道内爆炸的情况,分析了管道对爆炸冲击波传播的影响。研究表明,管道对内部爆炸冲击波压力有增强的效果,但管壁的破裂同时消耗爆炸能量,对管道周围土介质的冲击破坏程度视具体管壁厚度、药包当量等参数而定。 (3)模拟爆炸源在管道内部爆炸对水泥混凝土道路的毁伤形态。管道周围砂土介质沿管道轴向呈锥形腔的形态,混凝土面层的毁伤终态呈纺锤形,而破坏前损伤区呈环形扩展。结合对累积损伤图、速度时程曲线和压力时程曲线的分析得到,道路面层最先破坏的位置不是离管道内起爆中心最近的点,而是沿冲击波传播方向与管壁最先破坏点相对的位置。 (4)模拟不同埋深情况下,管道爆炸对水泥混凝土路面的毁伤效应。当埋深较浅时,道路面层沿管道轴向的毁伤范围较大。面层观测点的压力峰值随埋深的增大基本呈现“小—大—小—大—0”的变化趋势,研究表明足够深度的埋深将有效减小管道爆炸对路面的毁伤破坏作用。
[Abstract]:The explosion of buried pressure pipeline will lead to serious casualties and huge property losses. It has important reference significance for establishing the safety risk assessment index system and establishing the safety protection standard of underground pipe network. Smoothed Particle Hydrodynamics. The numerical simulation of the damage effect of cement concrete road under the explosion load of underground pipeline is carried out by using the coupled algorithm and SPH-Lagrange algorithm. The contents and conclusions of the study are as follows: 1) simulating the phenomenon of explosion of naked explosive in cement concrete road, analyzing the formation process of funnel pit and the propagation law of stress wave, and obtaining the corresponding cumulative damage diagram and velocity time history curve. Compared with the experimental results in the literature, the feasibility of the SPH-Lagrange coupling method and the correctness of the calculation results are verified. 2) simulating the explosion of the explosion source in the pipeline, and analyzing the influence of the pipeline on the propagation of the blast wave. The research shows that the pipeline has the effect of enhancing the pressure of the inner explosion shock wave. However, the rupture of the pipe wall consumes explosive energy at the same time, and the impact failure degree of the soil media around the pipe depends on the specific parameters such as the thickness of the pipe wall and the equivalent of the charge. 3) simulating the damage form of the explosion source inside the pipeline to the cement concrete road. The sand medium around the pipe presents the shape of a conical cavity along the axial direction of the pipeline, and the final state of the damage of the concrete surface is a spindle-shaped shape. Combined with the analysis of cumulative damage map, velocity time history curve and pressure history curve, the first damage location of road surface is not the nearest point to the initiation center of pipeline. It is the position opposite the first failure point of the tube wall along the direction of shock wave propagation. 4) simulating the damage effect of pipeline explosion on cement concrete pavement under different burying depth. The damage range of the road surface along the pipeline axis is large. The peak pressure of the observation point of the surface layer shows the trend of "small-big-small-large-large-0" with the increase of the buried depth. The results show that the buried depth can effectively reduce the damage and damage of road surface caused by pipeline explosion.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U416.216;TU990.3

【参考文献】

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本文编号:1390235

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