地下爆炸波冲击下地面结构动力响应及滑移隔震研究

地下爆炸波冲击下地面结构动力响应及滑移隔震研究

田力[1]2004年在《地下爆炸波冲击下地面结构动力响应及滑移隔震研究》文中提出城市地下隧道内的剧烈爆炸,往往会给隧道衬砌、周围土体以及附近地面的结构物造成严重损坏。为揭示各类地表结构在该事故引发的地下爆炸波作用下的动力响应规律,探讨能降低其响应的一些减隔震措施及其效果,本文针对多层建筑、大跨屋盖结构和连续梁桥等叁类结构遭受地下爆炸波冲击的动力响应及其滑移隔震效果进行了系统的分析研究,主要的创新工作与成果包括以下几个方面:(1)引入多种数值模拟方法,采用子结构理论建立起包含地下隧道、半无限土体和各类地表结构(分为非隔震和滑移隔震两种情形)在内的各个耦合体系模型。基于本文提出的隧道内壁爆炸超压的简化模型和相应于隧道衬砌和周围土体而采取的 von-Mises 和 Mohr-Coulomb 等屈服准则,应用 Newmark 增量时程计算中的等效载荷法对各体系进行隧道内爆炸作用下的弹塑性动力响应分析。与使用 Lysmer粘滞边界法和修正的 Lysmer 粘滞边界法的结果比较,验证了本文方法的有效性。(2)针对地下爆炸波冲击下多层建筑和大跨屋盖结构的基底滑移隔震分析和连续梁桥的摩擦摆支座隔震分析而分别建立起各个隔震装置的力学模型,提出了以滑移接触面压力和相对滑移速度为自变量的各个修正连续摩擦力模型。这不仅消除了应用传统库仑摩擦力模型所带来的对啮合、滑移阶段及其过渡边界需时刻跟踪以及易造成较大累积误差等缺陷,还使摩擦力的确定过程大为简化。(3)应用本文提出的单元塑性区域确定方法,研究了隧道及其周围土体在隧道内爆炸发生时的塑性区域拓展规律;分析了自由场地表各点位移、速度及加速度的峰值变化趋势以及地下爆炸波沿地表传播的行波效应和衰减特征。至于地下爆炸波冲击下上述叁类地表结构在同时考虑土-结构相互作用、各个滑移装置的独立工作以及地下爆炸波的行波效应等因素时(后两者主要针对大跨屋盖结构和连续梁桥而言)的复杂动力响应计算问题,应用本文的模型及求解方法均可自然、良好地加以解决。对连续梁桥来说,本文的相关模型及解法还自然考虑了凹形地表对地下爆炸波行波效应的影响以及该爆炸波遇凹形地表后的散射问题。(4)应用本文方法对地下爆炸波冲击下多层建筑和大跨屋盖结构在非隔震和基底滑移隔震两种情况下的动力响应进行了比较分析,揭示了摩擦系数和地基强度等参数对其隔震效果的影响规律;对地下爆炸波冲击下连续梁桥在分别设置钢性球铰支座、板式橡胶支座和摩擦摆支座等叁种情形下的动力响应进行了比较分析,揭示了摩擦系数和地基强度等参数对摩擦摆支座隔震效果的影响规律。对大跨屋盖结构和连续梁桥还提出了“残余内力”问题,分析了影响其大小的一些因素。上述工作既为进一步的理论研究奠定了基础,也为具体工程实践提供了重要而有益的借鉴。

曲树盛[2]2011年在《地铁车站在内爆炸作用下的结构响应与破坏及地面振动研究》文中进行了进一步梳理近年来,针对地铁车站的恐怖爆炸事件频繁发生,由于地铁车站具有人群密集,环境封闭的特点,一旦发生意外爆炸事件,不仅会对爆源附近的人员和设备造成严重伤害,而且爆炸所产生的冲击波作用在结构构件上,会引起车站结构的剧烈振动并发生损伤破坏,甚至会导致某些关键构件的失效而引发结构的倒塌;此外,爆炸冲击波通过土体传到地面,会引起地面振动并对地面人员、建筑和设备的安全产生威胁。为了提高地铁车站的抗爆安全性,本论文系统研究了爆炸波在地铁车站内的传播过程与衰减规律,地铁车站结构在内爆炸作用下的动力响应与损伤破坏分析,以及地铁车站内爆炸作用下的地面振动响应等,主要研究工作和创新成果包括以下几个方面:(1)研究了地铁车站内爆炸波的传播过程与衰减规律。针对目前小型规则地下结构内部爆炸流场的试验与数值研究成果不适用于地铁车站等大型复杂结构,通过有限差分程序AUTODYN,建立了一种基于爆炸超压计算精度的大尺寸网格数值模型,采用Euler方法模拟了爆炸波在地铁车站内的传播过程,对作用在车站结构上的爆炸荷载特点进行了分析,得到了爆炸超压和冲量的衰减规律,给出了爆炸发生时避免人员受伤和死亡的安全距离。通过参数分析,研究了结构高度和出口距爆源距离对爆炸波传播的影响。研究表明:地铁车站内爆炸波的传播时间更长、衰减更慢,对结构的破坏作用更大;结构高度不同不仅影响爆炸波的衰减,而且会引起波形的差异;出口的泄爆作用与出口距爆源的距离有关,出口距爆源越近,其泄爆作用越明显。(2)研究了地铁车站结构在内爆炸作用下的动力响应与损伤破坏。基于非线性有限元技术,通过显式动力分析软件LS-DYNA,建立了地铁车站结构在内部爆炸荷载作用下结构动力响应和损伤破坏的数值模拟方法,对地铁车站在背包炸弹等中小型爆炸装置产生的内部爆炸作用下的结构动态响应进行了分析,得到了梁、板、柱等主要受力构件的位移和应变等动力响应,同时分析了炸药量、构件配筋率、材料应变率效应以及土-结构相互作用等因素对结构主要受力构件响应的影响,并对结构抗爆防护概念设计提出建议。研究表明:在内部爆炸作用下,地铁车站的站台板是结构中破坏最为严重的构件,临近柱和中板会产生开裂等轻微破坏;结构的动力响应随炸药量的增大而增大,随构件配筋率的增大而减小;土-结构相互作用对于距离爆源最近的梁、板、柱构件响应影响较小。(3)研究了地铁车站站台柱的抗爆性能并提出相应的优化设计方法。针对目前尚无针对地铁车站站台柱特殊爆炸环境下抗爆性能方面的研究,建立典型地铁车站站台柱抗爆性能分析模型,从截面形状选取、轴压比的选用、箍筋配筋率及其形式等方面,系统研究并提出了提高其抗爆性能的优化设计方法。研究表明:相同截面面积以及相同爆炸冲击环境下,钢筋混凝土圆柱受到的爆炸冲击能量小于方柱,且与钢筋混凝土方柱相比较,提高圆柱的箍筋配筋率会更为显着的增加其抗爆性能,因此,在地铁车站的站台柱设计时,建议采用圆柱;提高纵筋配筋率和增大箍筋直径对于提高钢筋混凝土柱的抗爆性能效果不明显,减小箍筋间距可以显着提高柱子的抗爆性能,并针对钢筋混凝土圆柱提出一种新的箍筋配筋方式,该方式可以显着提高柱子的抗爆性能;对站台柱设置安全防护距离将显着降低作用于其上的爆炸荷载,提高其抵御意外爆炸的性能,通过研究,提出了合理安全防护距离的概念,并针对典型地铁车站站台柱,给出了建议取值。(4)研究了地铁车站内爆炸引起的地面振动特性及其峰值预测方法。针对目前对地下结构内爆炸引起土中应力波的传播和地面振动的特性缺少相应的研究,以天津某典型地铁车站为例,建立了地下结构内爆炸作用下地面振动的数值模拟方法,对车站内发生意外爆炸后,应力波在周围土体内的传播过程,引起的周边地面振动的特性及其衰减规律进行了数值分析;同时针对国内典型地铁车站,研究了车站埋深、炸药量等参数对地铁车站周边地面振动的影响规律,进而提出了考虑车站埋深和比例距离变化的地铁车站周边地面典型位置的地面振动主要参数的计算公式;并对地面振动的安全性进行了评价。研究成果可用于评估地铁车站遭恐怖爆炸情况下地面周边建筑的振动安全性,也可为地铁车站抗爆设计中车站埋深的选取提供理论依据。

杜修力, 廖维张, 田志敏, 石磊[3]2008年在《爆炸作用下建(构)筑物动力响应与防护措施研究进展》文中研究指明随着恐怖爆炸以及偶然性爆炸的不断增多,建(构)筑物的抗爆、防爆问题越来越受关注.首先分别对地面建筑(砖石建筑物、钢筋混凝土建筑物、钢结构建筑物等)和地下建筑(地下结构、地下管线等)在爆炸作用下的动力响应研究进行了总结分析;然后,对爆炸波在复杂环境下传播规律的研究现状进行了详细分析.并对建(构)筑物的抗爆防护措施进行了详细的总结概括,其中包括重要构件抗爆设计的加固措施、抗爆墙、防爆路障等;最后介绍了重要建(构)筑物在设计和规划过程中抗爆问题的研究现状,主要包括建筑物外形对抗爆设计的影响和抗爆规划与周围环境的协调设计等.通过对这些研究课题国内外相关文献的总结分析,指出了国内在建(构)筑物抗爆防爆相关领域需进一步深入研究的内容和方向.

田宏伟[4]2007年在《框架结构在地下爆炸冲击下的动力响应研究》文中研究表明近年来,发生于地下空间中的爆炸恐怖事件呈逐年上升之势,这些爆炸事故不仅损坏地下空间中的人民生命财产安全,对于地面上近距离的各种多高层民用住宅、工业建筑、公共建筑等也可造成不同程度的损害。本文参考有关文献和试验数据,确定土壤、空气、炸药尺寸,建立计算模型,运用有限元软件LS-DYNA进行爆炸荷载计算;选取文献中的一个叁层框架结构实例,固定炸药量,改变与爆心的距离,将对应的X、Y方向的加速度时间历程曲线作为荷载施加在框架结构上,同时考虑重力加速度,在框架结构楼板上施加恒荷载和活荷载,以考虑正常使用状态时的结构响应,运用有限元软件LS-DYNA建立框架实体模型进行计算。通过以上研究计算分析,得到以下结果:一、当爆炸波阵面到达测定单元后,压力、速度、加速度均瞬间达到峰值,然后随着时间的增长逐渐降低,趋于平缓,且都随着折合距离的增大而不断减小;竖直方向与水平方向的速度值、加速度值相差都很小,竖直方向的影响不能忽略,在对结构的响应计算中必须同时考虑;爆炸之后,在土中留下一个具有一定压力与温度的爆炸气体的空腔,通过数值模拟计算得出,爆炸后土壤中爆腔半径扩大为原来炸药体积的7.0倍;爆炸反应最突出的特点就是反应速度极高,在十几微妙内即可完成爆炸反应,土体在爆炸反应发生后很短时间内达到整体最大振动状态,土体吸收了绝大部分的能量;二、由于爆炸波是从地下传过来的,力从底层柱向上传播,在第一层处,柱把力传给梁,接着由梁传到板,同时力由一层柱向二层柱传播,应力主要集中在柱底和第一层的梁柱铰接点处;由于爆炸荷载作用时间短,因此其加速度波周期小,振幅大,达到荷载峰值瞬间完成,然后又急剧减小,这就使得其作用在结构上的响应不同于一般的地震响应,结构不是由于发生较大的整体位移或层间侧移而失效的,不能单独将此作为结构损伤破坏的评价标准;叁、在折合距离(Scaled Distance(?)=R/(?),结构与爆心的距离和炸药量立方的比值)相同的情况下,随着炸药量的增大,结构在爆炸荷载作用下的最大等效应力、应变、塑性应变、X、Y方向位移等各种变量并不相等,而是逐渐增大的;当折合距离小于1.0m/kg~(1/3)时,炸药量对结构响应的影响非常显着,即不同炸药量下各响应差值很大,此时不能单独以折合距离作为爆炸荷载大小分类的标准,要同时考虑炸药量的影响,但当折合距离大于1.0m/kg~(1/3)时,炸药量对结构的响应影响很小,可以忽略不计,即此时可只以折合距离作为单一的标准,将相应的爆炸荷载直接施加在结构上进行计算。并且可以将折合距离1.0m/kg~(1/3)作为框架结构的统一安全距离,在此范围之外,炸药量对框架结构在爆炸荷载下的响应影响不大。本文建立了土壤中炸药爆炸的模型,得出了不同折合距离下的加速度时间历程荷载曲线,将其施加于选定的框架结构上,得出了炸药量和折合距离对框架结构的影响规律,对以后的抗爆设计可以提供有效的依据。

田力, 李忠献[5]2004年在《地下爆炸冲击波引起的基底滑移隔震建筑的动力响应》文中进行了进一步梳理对埋置在土体中的圆形衬砌内发生意外爆炸引起的附近地表的滑移隔震建筑 (考虑了土 结构相互作用 )的动力响应进行了研究。在土 结构相互作用分析中 ,分别采用有限元、无穷元和集中质点体系建立了衬砌周围的有限土区、四周的无限土区以及基底滑移隔震建筑的计算模型 ;在基底滑移隔震分析中 ,提出了用连续摩擦力模型取代传统的库仑摩擦力模型 ,避免跟踪啮合滑移的过渡边界并可减小计算误差。通过数值模拟 6层基底滑移隔震建筑在遭受地下爆炸冲击波作用且考虑土 结构相互作用所产生的动力响应 ,分析了基底滑移隔震效果以及不同隔震参数对隔震效果的影响 ,为相关的理论研究和工程实践提供了依据

王春远[6]2010年在《地下隧道内爆炸冲击下地表空间网壳结构的减隔震研究》文中研究说明空间网壳结构作为一种应用广泛的大跨空间结构,由于其自身结构形式多样、杆件和节点数目繁多、自振频率分布密集等特点,人们对这种结构的减隔震研究还比较有限,而且主要集中在抗震和抗风等方面。近年来,地铁车站爆炸事故频发,强烈冲击波不仅直接造成众多人员伤亡,还使隧道衬砌遭受严重毁损,并可能波及邻近的地表结构。为探讨地下隧道内爆炸冲击下空间网壳结构的减隔震措施及其效果,本文针对双层柱面网壳和单层球面网壳等两种网壳结构在地下隧道内爆炸冲击作用下的减隔震效应进行了系统的分析研究。主要研究工作及其成果如下:(1)应用LS-DYNA软件建立起了包含地下隧道、半无限土体和两类空间网壳结构(分为非隔震、橡胶支座隔震和替换阻尼杆件的耗能减震叁种情况)在内的各个耦合体系模型。通过建立炸药-空气-隧道的耦合模型,计算得到了隧道内壁上的爆炸超压荷载。确立了模拟地基土的Drucker-Prager模型、模拟高应变率、大变形下的混凝土的HJC模型和模拟钢材的随动塑性(与应变率相关)材料模型等的相关材料参数。探讨了本文所用的减隔震技术,包括橡胶支座和粘滞阻尼器,并分别采用LS-DYNA软件中的Blatz-Ko橡胶模型和线性粘性阻尼器模型来模拟板式橡胶支座和线性阻尼器。(2)应用本文方法对隧道内爆炸波冲击下的双层柱面网壳进行了包括设置橡胶隔震支座和替换阻尼杆件等方式在内的减隔震研究。研究发现:在隧道与该类网壳距离一定的情况下,隧道沿网壳纵向布置的情况最不利;设置橡胶隔震支座和替换阻尼杆件等方式均能显着地减小双层柱面网壳的杆件应力、杆件两端节点的相对位移和节点的加速度等响应的峰值,同时,设置橡胶隔震支座的方式还能延长结构的振荡周期;当隧道沿网壳纵向布置时,宜采用替换上弦杆的方式,当隧道沿网壳横向布置时,宜采用替换纵向杆的方式。(3)应用本文方法,采用设置橡胶支座和替换阻尼杆件等两种方式,进行单层球面网壳遭受隧道内爆炸波冲击下的减隔震数值分析。研究发现:设置橡胶隔震支座和替换阻尼杆件等方式不仅能大幅度的减小单层球面网壳杆件的应力峰值和节点的加速度峰值,而且还能明显地延长结构的振荡周期;在各种替换阻尼杆件的方式中,以采用替换斜杆的方式减震效果最佳。本文的研究成果,为上述两类空间网壳结构在地下爆炸波冲击作用下的减隔震设计及其工程应用提供了重要参考。

郝天华[7]2010年在《隧道内爆炸冲击下多层建筑物的隔震性能研究》文中研究说明在地下隧道内发生爆炸时,邻近地表多层建筑物会产生较大的破坏甚至倒塌,因此对于各类建筑物在爆炸冲击作用下的减隔震研究受到国内外科研人员的极大关注。本文针对几种多层建筑物遭受邻近地下隧道内爆炸冲击作用下的隔震性能进行分析研究,主要研究工作及成果如下:(1)本文通过ANSYS/LS-DYNA软件建立炸药—空气—衬砌有限元模型,模拟了炸药在隧道内的爆炸过程,得到隧道内壁的超压荷载;利用ANSYS/LS-DYNA软件建立起由隧道、周围土体、地表多层建筑物(包括筏基框架结构、筏基框剪结构、桩基框架结构)组成的相互作用体系的叁维数值模型,采用无反射边界条件模拟半无限地基场,探讨了将桩及桩间土体简化为一复合材料的可能性,重点分析砂垫层和橡胶隔震支座对上述结构的隔震效果。(2)由于框剪结构具有良好的整体性,抗侧刚度较大,在爆炸荷载作用下,其响应较框架结构小。砂垫层对于筏基框架结构和筏基框剪结构都有良好的隔震作用,随着砂垫层厚度的增加,隔震效果越来越显着。0.8米厚砂垫层对过滤高频率爆炸波,降低振动能量向上部结构的传递具有很好的效果。(3)通过对比有无橡胶隔震支座对筏基框架结构、筏基框剪结构、桩基框架结构叁类多层建筑物在地下隧道内爆炸冲击作用下的动力响应,发现橡胶隔震支座能够有效地降低建筑物的弹性位移、加速度和MISES应力。作为基础隔震的一种形式,橡胶隔震支座能够增加建筑物上部结构的延性,有效地将上部结构和基础分隔开,降低爆炸冲击波对建筑物的影响。

高芳华[8]2009年在《地下隧道内爆炸冲击下多层建筑结构的动力响应研究》文中研究说明在地铁、地下管网或地下空间内发生强烈爆炸时,附近地表多层建筑结构将产生不同形式和程度的振动响应,直至引起严重的破坏甚至倒塌。本文针对筏板基础框架结构、筏板基础框架-剪力墙结构、带地下室框架结构和桩基框架结构等四种类型多层建筑物遭受附近地下隧道内爆炸作用引起的动力响应进行分析研究,主要研究工作及成果如下:(1)采用ABAQUS软件,建立隧道-土体-多层建筑(包括上述四种结构)耦合体系模型。应用LS-DYNA软件建立包括炸药、空气和隧道壁在内的叁维模型,计算得到隧道内壁的超压荷载;选用混凝土塑性损伤模型和Drucker-Prager准则来分别建立混凝土材料和土体介质的本构模型;引入叁维一致粘弹性边界单元处理半无限地基;采用主从接触面模型模拟土-结构物相互作用;通过算例,应用LS-DYNA软件建立隧道-土体-筏板基础-多层框架结构耦合体系模型,将隧道内爆炸作用下的动力响应结果与本文模型的结果进行比较,验证了本文方法的有效性和合理性;最后对隧道内爆炸冲击下上述四类结构在单双隧道布局、结构与隧道间距离变化以及爆炸点沿隧道纵轴线移动等叁种情况下的动力响应规律进行系统研究。(2)筏板基础框架结构在双线隧道布局下的爆炸冲击响应与单线隧道布局情况相比有所降低,这说明在爆炸隧道与结构之间设置另一平行隧道,会阻碍消耗一部分爆炸波能量,从而减弱了上部结构响应。随着爆炸点距结构越近,结构的位移及内力响应越剧烈,其中,靠近爆炸点的底层柱端最为薄弱。(3)通过筏板基础框架结构、筏板基础框剪结构、带地下室框架结构叁类多层建筑在隧道内爆炸冲击下的动力响应的对比计算,发现叁类结构随着距爆炸隧道越来越近,均产生愈发强烈的动力响应,它们之间的抗爆动力性能区分逐渐增大。其中,框剪结构的抗侧性能和整体刚度优于其他两种结构,响应峰值最小;而筏板基础框架结构抗侧性能最差,其响应相对剧烈;至于带地下室框架结构,由于地下室嵌固作用,其上部结构的内力及变形也相应增大但更为复杂。(4)桩基多层框架结构在隧道内爆炸冲击下的动力响应规律与前面叁类结构相类似,所不同的是,桩基础简化为各向异性介质,探讨了桩土复合材料单元用于抗爆分析的可行性,通过两种不同桩群密度框架结构的动力响应比较分析,揭示出桩群密度的增加,提高了结构的抗侧性能和整体刚度,有益于结构抗爆。

都浩[9]2008年在《城市环境中建筑爆炸荷载模拟及钢筋混凝土构件抗爆性能分析》文中研究表明近年来,由恐怖袭击或意外所引发的爆炸事故不断发生,爆炸事故对建筑物的破坏造成了巨大的生命和财产损失。为了揭示爆炸灾害对于建筑结构的破坏机理,本文采用数值方法模拟了爆炸冲击波在城市复杂环境中的传播规律以及作用在建筑上的爆炸荷载,并对钢筋混凝土构件在爆炸荷载作用下的动力响应进行了研究,主要研究工作及创新成果包括以下几个方面:(1)对于建筑物外部刚性地面上所发生的炸药爆炸,应用显式有限元分析软件AUTODYN,建立了其数值分析模型,模拟了爆炸冲击波在空气中以及遇到建筑物后的传播过程,研究了建筑物的正面、侧面和背面的爆炸超压的分布规律,并分析了门窗洞口的存在对于建筑结构上的爆炸超压时程的影响。(2)建立了爆炸波在城市复杂环境中传播的数值计算模型,分析了邻近建筑物对爆炸波传播的反射和阻挡作用以及爆炸波在T形街道中的传播规律,研究了邻近建筑物的高度、位置和街道宽度等因素对爆炸冲击波传播的影响,对于各种情况下作用在建筑物外部的爆炸荷载特征进行了描述。(3)基于非线性有限元技术,应用瞬态动力分析软件LS-DYNA,建立了梁、柱、板等钢筋混凝土构件的数值分析模型,计算了爆炸荷载作用下结构构件的动力响应,探寻了爆炸冲击作用所引起的钢筋混凝土构件的位移和内力变化规律,揭示了钢筋和混凝土材料的应力应变随时间的发展过嘲题与相关试验结果进行了对比分析,从而验证了钢筋混凝土构件数值分析模型的正确性。(4)应用所建立的数值分析模型,模拟了不同爆肇?骱稍刈饔孟赂纸罨炷凉辜亩ο煊?通过研究构件的应力应变分布情况,分析了结构构件可能发生的破坏模式,从而得出了爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件破坏模式的产生规律。(5)通过对钢筋混凝土构件承受爆炸荷载作用的参数分析,计算了相同爆炸荷载作用下不同的混凝土强度、截面尺寸、配筋率等参数所引起的钢筋混凝土构件动力响应的变化规律,研究了构件的几何参数和材料参数等因素对其抗爆性能的影响,找出了不同钢筋混凝土构件抗爆性能的主要影响因素,为结构抗爆设计中确定合理的设计参数提供了理论依据和建议。

刘杨[10]2005年在《单侧隧道内爆炸荷载作用下双线地铁隧道的动力响应与抗爆分析》文中研究指明当前,地下空间的开发已成为国家基础建设的一项重要组成部分。在城市地铁、地下商业空间等各类结构中,为预防各种生产事故或恐怖袭击所造成的意外爆炸,地下结构应有足够的抗爆能力,因而研究地下结构遭受各种内部爆炸冲击下的动力响应,对地下工程的设计、施工及抗爆研究都有着重要的理论意义和工程价值。本文研究单侧隧道内爆炸荷载作用下双线地铁隧道的动力响应及抗爆措施,主要工作包括以下几个方面。(1)在土-结构动力相互作用分析中,采用有限元与无穷元相耦合的方法建立了由双线隧道及其周围有限成层土区、远场半无限土区所组成的整体计算模型,并对巴朗所做的地下隧道爆炸试验进行了数值模拟,验证了本文所建立模型的合理性。(2)依据某实际地铁工程的地质勘探资料建立土体的有限元模型,分析了地铁隧道衬砌及周围土体的位移、速度、加速度、正应力和剪应力等的变化规律与发展趋势,以及地下爆炸波沿有限成层土区传播的行波效应和衰减特征。(3)对于隧道衬砌与周边土体的相互作用问题,使用Goodman单元做为接触单元,研究分析了接触面滑移、张合对隧道及土体应力场的影响规律;同时分析了爆炸超压、隧道埋深和间距以及周围土质条件等对隧道衬砌应力场的影响规律。(4)针对隧道衬砌的破坏情况,选用泡沫铝做为隧道衬砌的抗爆防护材料,分析了其对隧道衬砌的抗爆效果及工程应用的可能性。通过以上工作,得到如下结论:隧道的埋深及其周围的土质条件以及软弱下卧土层,对遭受内部爆炸的隧道及其邻近隧道的动力响应及破坏程度产生显着的影响;相邻隧道的合理间距与其周围的土质条件密切相关,土质越硬,则间距应越大,同时两隧道外壁间的最短距离应不少于一倍的隧道直径;在遭受内部爆炸的隧道内侧贴装泡沫铝材料,可使隧道衬砌的应力及变形明显降低,从而起到防护隧道衬砌的理想效果,对隧道抗爆工程具有广阔的应用前景。

参考文献:

[1]. 地下爆炸波冲击下地面结构动力响应及滑移隔震研究[D]. 田力. 天津大学. 2004

[2]. 地铁车站在内爆炸作用下的结构响应与破坏及地面振动研究[D]. 曲树盛. 天津大学. 2011

[3]. 爆炸作用下建(构)筑物动力响应与防护措施研究进展[J]. 杜修力, 廖维张, 田志敏, 石磊. 北京工业大学学报. 2008

[4]. 框架结构在地下爆炸冲击下的动力响应研究[D]. 田宏伟. 长安大学. 2007

[5]. 地下爆炸冲击波引起的基底滑移隔震建筑的动力响应[J]. 田力, 李忠献. 爆炸与冲击. 2004

[6]. 地下隧道内爆炸冲击下地表空间网壳结构的减隔震研究[D]. 王春远. 天津大学. 2010

[7]. 隧道内爆炸冲击下多层建筑物的隔震性能研究[D]. 郝天华. 天津大学. 2010

[8]. 地下隧道内爆炸冲击下多层建筑结构的动力响应研究[D]. 高芳华. 天津大学. 2009

[9]. 城市环境中建筑爆炸荷载模拟及钢筋混凝土构件抗爆性能分析[D]. 都浩. 天津大学. 2008

[10]. 单侧隧道内爆炸荷载作用下双线地铁隧道的动力响应与抗爆分析[D]. 刘杨. 天津大学. 2005

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