直坑道内防护门上的爆炸冲击波荷载

张亚栋 阿帅磊 邹宾 于文华

张亚栋, 阿帅磊, 邹宾, 于文华. 直坑道内防护门上的爆炸冲击波荷载[J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(6): 1057-1064. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-1057-08
引用本文: 张亚栋, 阿帅磊, 邹宾, 于文华. 直坑道内防护门上的爆炸冲击波荷载[J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(6): 1057-1064. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-1057-08
Zhang Yadong, A Shuailei, Zou Bin, Yu Wenhua. Shock wave loads on the blast door in straight tunnel[J]. Explosion And Shock Waves, 2017, 37(6): 1057-1064. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-1057-08
Citation: Zhang Yadong, A Shuailei, Zou Bin, Yu Wenhua. Shock wave loads on the blast door in straight tunnel[J]. Explosion And Shock Waves, 2017, 37(6): 1057-1064. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-1057-08

直坑道内防护门上的爆炸冲击波荷载

doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-1057-08
基金项目: 

国家自然科学基金创新研究群体科学基金项目 51321064

详细信息
    作者简介:

    张亚栋(1970—), 男, 博士, 教授, zhydjs@139.com

  • 中图分类号: O383.1

Shock wave loads on the blast door in straight tunnel

  • 摘要: 为可靠开展抗爆结构设计与评估,基于理论计算与数值分析对直坑道内爆炸冲击波荷载的计算问题进行了研究。定量对比分析了现有不同方法计算结果的差异,基于结构响应对不同方法进行了评价,并结合模型实验对近距离爆炸情况下直坑道内防护门上的设计荷载取值问题进行了研究。结果表明,在进行荷载简化时有必要考虑荷载形式与结构响应的耦合,而现有坑道内爆炸冲击波荷载的简化计算方法普遍没有考虑结构动态特性影响,且相互之间存在很大差异,严重影响设计或评估工作的可靠性;近距离爆炸情况下,取门中线上距门边1/4宽度处的压力或门上平均压力作为坑道内防护门上的设计荷载,在比较宽的结构频率范围内是合理的。研究结果可为坑道内结构的防护设计提供参考。
  • 图  1  不同方法计算的冲击波超压峰值的比较

    Figure  1.  Comparison of peak overpressure from different methods

    图  2  堵口爆炸情况下的冲量对比

    Figure  2.  Comparison of impulse from different methods at entrance explosion

    图  3  口外爆炸情况下的等冲量作用时间对比

    Figure  3.  Comparison of equivalent duration of positive phase from different methods in entrance explosion

    图  4  Y=1.0时不同方法计算的系统最大位移对比

    Figure  4.  Comparison of peak displacement from different methods(Y=1.0)

    图  5  某坑道数值分析模型

    Figure  5.  Numerical model of a certain tunnel

    图  6  实验模型

    Figure  6.  Tested model

    图  7  实验数据与数模模拟结果的对比

    Figure  7.  Comparison of numerical results with tested data

    图  8  防护门上压力测点

    Figure  8.  Position of measuring points

    图  9  各点的压力曲线

    Figure  9.  Overpressure-time histories at different points

    图  10  口外爆炸情况下防护门动力响应的对比

    Figure  10.  Comparison of responses of the blast door in the case of entrance explosion

    图  11  不同厚度结构的响应

    Figure  11.  Responses of the door with different thicknesses

    表  1  数值模拟结果与实验结果的对比

    Table  1.   Comparison of numerical results with tested data

    装药量/g ΔP/MPa 误差/% i/(MPa·ms) 误差/% t+/ms 误差/% τ0/ms 误差/%
    实验 数值 实验 数值 实验 数值 实验 数值
    29.4 0.313 0.227 -27.5 0.204 0.178 -12.8 1.382 1.617 17.0 1.306 1.568 20.1
    42.0 0.381 0.383 0.5 0.326 0.428 31.3 2.236 2.590 15.8 1.712 2.235 30.6
    60.0 0.649 0.581 -10.5 0.955 0.607 -36.4 3.888 2.760 -29.0 2.939 2.090 -28.9
    142.9 1.299 1.676 29.0 1.066 0.970 -9.0 2.340 2.576 10.1 1.641 1.158 -29.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-12
  • 修回日期:  2016-06-07
  • 刊出日期:  2017-11-25

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