近爆下泡沫混凝土复合结构在地下洞室的抗爆特性数值研究

论文摘要

为研究近爆作用下带泡沫混凝土复合结构的地下洞室的抗爆性能,基于LS-DYNA非线性有限元软件,建立了TNT炸药-围岩-锚杆-衬砌结构-空气的爆炸效应全耦合模型。应用ALE多物质流固耦合算法对比分析了普通衬砌结构洞室和带泡沫混凝土夹层的衬砌结构洞室的重要控制测点的应力、空气层压力和位移。测点峰值应力与TM5-855-1的经验公式吻合良好,证明了数值模拟的可靠性。数值研究结果表明,相比普通混凝土夹层,泡沫混凝土夹层能够有效地削弱爆炸冲击波的传播,大幅降低洞室内部空气的压力峰值,降低超压对人体器官的损伤,提高洞室内部人员的生存几率;采用泡沫混凝土夹层的衬砌需加强拱顶区域的刚度以降低顶底板相对位移差。研究结果为地下洞室抗爆设计提供了参考依据。

论文目录

• 1 引 言
• 2 数值仿真方案
• 3 数值仿真方法
•   3.1 流固耦合算法
•   3.2 材料模型
•     3.2.1 炸药的材料模型
•     3.2.2 钢筋的材料模型
•     3.2.3 混凝土的材料模型
•     3.2.4 岩石的材料模型
•     3.2.5 空气的材料模型
•   3.3 计算模型
• 4 结果与分析
•   4.1 应力分析
•     4.1.1 围岩测点应力分析
•     4.1.2 衬砌测点应力分析
•   4.2 空气层测点压力分析
•   4.3 位移分析
• 5 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈锐林,董琪,禹兵兵,李康,张文宽,陈秀华,张秀成

关键词: 地下洞室,泡沫混凝土,抗爆设计,数值模拟

来源: 计算力学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 建筑科学与工程

单位: 莆田学院土木工程学院,湘潭大学土木工程与力学学院

基金: 国家自然科学基金重点项目(51434002),莆田学院东南沿海工程结构防灾减灾福建省高校工程研究中心平台(2016GX013)资助项目

分类号: TU93;TU352.13

页码: 267-277

总页数: 11

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