加油站埋地储油罐爆炸对盾构隧道影响的数值分析及处理措施

发布时间：2024-05-12 01:40

　　以武汉地铁某盾构隧道下穿加油站为背景,采用范登伯格和兰诺伊TNT当量法转换公式,确定了该加油站油气爆炸当量值为31.0 kg。利用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件对加油站埋地储油罐爆炸进行了仿真数值模拟,得到了油罐爆炸作用在隧道结构上的冲击波压力时程曲线和峰值压力2.7 kPa。同时,利用人防相关规范推荐的常规武器地面爆炸动荷载经验计算公式得到压力值为2.4 kPa。对比两种方法,结果表明:接触爆炸传播至隧道结构上的冲击波超压值小于3 kPa,对比结果基本一致,可通过合理结构设计满足爆炸荷载作用。最后,为降低地铁施工和运营风险,结合工程实际提出了相关保护措施,可为类似工程案例提供参考。

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【部分图文】：

图1隧道与油罐关系图(单位:m)

罐室底板与隧道竖向净距约为10.6m,油罐外皮与隧道的净距约为11.45m。空间关系如图1所示。隧道结构采用C50钢筋混凝土管片,厚度350mm。按最不利的工况进行组合,即罐室内4个油罐同时发生爆炸,参照《综合能耗计算通则》范登伯格和兰诺伊TNT当量法转换公式,将油气的爆炸....

图2有限元计算模型

本次模拟使用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件进行计算,设计炸药当量值为31.0kg,建模范围取隧道水平方向两侧3～5倍洞径,隧道底面以下取3～5倍洞径,顶面以上取至地表,于隧道拱顶位置设置A点做为效应的跟踪监测点。模型的顶部为自由面,炸药置于近地表的中间位置,其余面均为....

图3监测单元设置

表3空气的物力力学参数Table3Mechanicalparametersofair密度/(g·cm-3)C0C1C2C3C4C5C6Eos/(MPa·m-3)1.200000.40.400.25图4为计算输出不同时刻的爆炸冲击波....

图4不同时刻冲击波应力云图

由图5可以看出,爆炸冲击波在隧道结构顶产生的压力,在很短时间内达到峰值,继而随着时间的持续不断下降,并趋于平缓。从应力时程曲线可知,爆源传至隧道顶的爆炸冲击波超压p为2.7kPa。图5拱顶监测点应力时程曲线

本文编号：3970669