爆炸荷载作用下地下空间连通道动力响应研究
发布时间：2021-04-04 04:24
随着社会的不断发展,越来越多的城市将主要建设方向投入到地下空间的建设上,具有不同使用功能的各种城市地下空间逐渐被开发利用,而各大地下空间之间的连通工程则是使地下空间成为一个统一整体的关键要素。与此同时,当今国际恐怖主义仍在不断蔓延和持续,国际关系仍处于相对紧张的状况。现代战争早已发展为重点精确打击的方式,对于大中型城市,地下通道往往会成为袭击的首选目标。各种地下结构的抗爆防爆已成为我国目前需要高度重视和深入研究的课题之一,研究方式以模拟方法为主。但在以往的研究中,炸药一般被简化为立方体,而在实际中,一般为高宽比3:1的柱状炸药,并且未考虑其来自空中会在土中有一定的侵入深度。本文结合实际,首先应用理论方法对模拟方法和参数进行验证,然后对柱状炸药侵入土中一定深度再爆炸时,地下通道衬砌结构的动态响应进行了系统研究,取得以下主要成果:（1）分析了自由大气中的爆炸冲击波和土中自由场中的爆炸应力波的发生历程和传播规律,对现有理论公式进行进一步简化。利用理论公式与土中自由场爆炸响应结果进行对比,验证了模拟研究参数和方法的可行性、可信性。（2）结合武汉市某地下连通工程进行模拟研究,利用ANSYS/LS...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空气冲击波传播过程
图 2-2 爆炸超压图 tA表示冲击波由爆心传递到该点所需的时间，t0表示超压作作用时间；P0表示空气的初始压力，ΔP+表示波阵面的最大超的最大负压；IS表示超压的冲量，IS-表示负压的冲量。学者根据实测结果或理论计算拟合得出了冲击波超压ΔP随时。通常用如下两种形式：( ) Δ=Δ +01ttPtP( )001ttaettPtP ++ Δ =Δ 是最简单的线性衰减形式，用该形式拟合数据时，通常使 ΔP调整压力作用时间 t0，以此来满足某种效应。通常有三种调整示。ti是调整 t0以保持正冲量一致，常用于短时动载作用下结是调整 t0以保持压力的初始衰减与实验数据的初始衰减率一间的动载作用下结构的响应计算。式（2-3）中 a 为系数，用击波衰减曲线。
图 2-3 冲击波超压随时间变化及调整方式2.2.2 空气冲击波的反射空气冲击波在接触到地面时，质点速度会在短时间降为零，使接触处的密度和压力增大，形成反射波。空气平面冲击反射一般分为三种：正反射、规则斜反射、马赫反射。2.2.2.1 正反射当平面冲击波的入射方向和地面垂直时，发生正反射。平面定常冲击波在平刚壁的反射情况如图 2-4 所示。图中下标 0、I、R 分别表示空气的初始状态参数、入射波的参数和反射波的参数。故 DI、DR分别表示入射波和反射波阵面速度；PI、ρI、uI分别表示未接触到壁面的入射波超压、空气的密度和质点速度；P0、ρ0、u0分别表示未未受到扰动的壁面处超压、空气的密度和质点速度；PR、ρR、uR分别表示反射波超压、空气的密度和质点速度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市地下停车联系通道设计探讨[J]. 沈碧辉,陈娟,刘长宝. 地下空间与工程学报. 2014(S2)
[2]城市轨道交通地下车站与周边地下空间连通方式分类[J]. 孙艳丽. 城市轨道交通研究. 2014(02)
[3]不同爆炸荷载下长江隧道的动力响应和损伤分析[J]. 卢志芳,刘沐宇. 爆破. 2013(03)
[4]拱形结构爆炸作用荷载分布规律研究[J]. 洪武,周健南,徐迎,金丰年,范华林. 岩土力学. 2012(11)
[5]爆炸荷载下钢筋混凝土板的动力响应及参数分析[J]. 李天华,赵均海,魏雪英,董晓明,孔巍. 建筑结构. 2012(S1)
[6]爆炸作用下土体隧道衬砌结构的动力响应[J]. 程选生,苏佳轩. 应用力学学报. 2012(01)
[7]爆炸荷载作用下地下结构破坏模式研究[J]. 孙惠香,许金余,李庆. 弹箭与制导学报. 2011(05)
[8]城市早期人防隧道交汇位置结构改造分析[J]. 马广州,张薇. 地下空间与工程学报. 2010(04)
[9]地下过街道结构设计初探[J]. 唐玉宏,杨明,吴渭,李林虎. 建筑结构. 2009(S2)
[10]爆炸荷载下埋地管道动力响应分析研究[J]. 刘建民,陈文涛. 工程爆破. 2008(02)
硕士论文
[1]地面爆炸下地下结构的动力响应[D]. 张茜.长安大学 2015
[2]城市地下空间开发中相互连通技术的研究[D]. 曹旋.广州大学 2012
本文编号：3117720
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空气冲击波传播过程
图 2-2 爆炸超压图 tA表示冲击波由爆心传递到该点所需的时间，t0表示超压作作用时间；P0表示空气的初始压力，ΔP+表示波阵面的最大超的最大负压；IS表示超压的冲量，IS-表示负压的冲量。学者根据实测结果或理论计算拟合得出了冲击波超压ΔP随时。通常用如下两种形式：( ) Δ=Δ +01ttPtP( )001ttaettPtP ++ Δ =Δ 是最简单的线性衰减形式，用该形式拟合数据时，通常使 ΔP调整压力作用时间 t0，以此来满足某种效应。通常有三种调整示。ti是调整 t0以保持正冲量一致，常用于短时动载作用下结是调整 t0以保持压力的初始衰减与实验数据的初始衰减率一间的动载作用下结构的响应计算。式（2-3）中 a 为系数，用击波衰减曲线。
图 2-3 冲击波超压随时间变化及调整方式2.2.2 空气冲击波的反射空气冲击波在接触到地面时，质点速度会在短时间降为零，使接触处的密度和压力增大，形成反射波。空气平面冲击反射一般分为三种：正反射、规则斜反射、马赫反射。2.2.2.1 正反射当平面冲击波的入射方向和地面垂直时，发生正反射。平面定常冲击波在平刚壁的反射情况如图 2-4 所示。图中下标 0、I、R 分别表示空气的初始状态参数、入射波的参数和反射波的参数。故 DI、DR分别表示入射波和反射波阵面速度；PI、ρI、uI分别表示未接触到壁面的入射波超压、空气的密度和质点速度；P0、ρ0、u0分别表示未未受到扰动的壁面处超压、空气的密度和质点速度；PR、ρR、uR分别表示反射波超压、空气的密度和质点速度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市地下停车联系通道设计探讨[J]. 沈碧辉,陈娟,刘长宝. 地下空间与工程学报. 2014(S2)
[2]城市轨道交通地下车站与周边地下空间连通方式分类[J]. 孙艳丽. 城市轨道交通研究. 2014(02)
[3]不同爆炸荷载下长江隧道的动力响应和损伤分析[J]. 卢志芳,刘沐宇. 爆破. 2013(03)
[4]拱形结构爆炸作用荷载分布规律研究[J]. 洪武,周健南,徐迎,金丰年,范华林. 岩土力学. 2012(11)
[5]爆炸荷载下钢筋混凝土板的动力响应及参数分析[J]. 李天华,赵均海,魏雪英,董晓明,孔巍. 建筑结构. 2012(S1)
[6]爆炸作用下土体隧道衬砌结构的动力响应[J]. 程选生,苏佳轩. 应用力学学报. 2012(01)
[7]爆炸荷载作用下地下结构破坏模式研究[J]. 孙惠香,许金余,李庆. 弹箭与制导学报. 2011(05)
[8]城市早期人防隧道交汇位置结构改造分析[J]. 马广州,张薇. 地下空间与工程学报. 2010(04)
[9]地下过街道结构设计初探[J]. 唐玉宏,杨明,吴渭,李林虎. 建筑结构. 2009(S2)
[10]爆炸荷载下埋地管道动力响应分析研究[J]. 刘建民,陈文涛. 工程爆破. 2008(02)
硕士论文
[1]地面爆炸下地下结构的动力响应[D]. 张茜.长安大学 2015
[2]城市地下空间开发中相互连通技术的研究[D]. 曹旋.广州大学 2012
本文编号：3117720
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