钢板组合结构对爆炸冲击波防护效应数值分析

来源 :第五届全国计算爆炸力学会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong598
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  建筑物外部设置挡墙能有效降低恐怖爆炸产生的冲击波和碎片的破坏作用,是重要建筑物防恐怖爆炸袭击的常用措施之一。目前,国外对挡墙结构形式、抗爆性能及防护效果、工程反恐防爆措施等进行了试验研究,取得了一些研究成果,但由于试验研究的局限性和难度,所得到的试验数据还比较有限。国内在这方面的研究和应用还处于起步阶段,特别是在挡墙后的冲击波超压计算方法、建筑物和人员安全距离以及防爆墙设置方法等方面还处于空白,但相关研究工作正得到重视。针对恐怖爆炸发生的偶然性和突发性,为实现反恐防爆快速有效防护,本文提出了一种可以快速设置的装配式钢板-砂土-钢板组合结构挡墙,组合结构由带内加筋的双层钢板组成,钢板间由5排可调连杆连接,内部填砂土。本文采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,重点针对组合结构对爆炸冲击波的防护效应进行了三维数值模拟研究,分析了药量、爆距、结构高度等参数对组合结构防护效应的影响规律及机理,提出了超压防护效应系数,给出了各比例爆距、比例墙高下防护效应系数的计算公式,在自由场空气冲击波超压计算方法基础上得到了组合结构后冲击波超压的修正系数计算预测模型,分析了预测模型参数的影响因素,并与模型试验结果进行了对比分析。研究表明,本文计算结果与试验结果吻合较好,提出的组合结构对爆炸冲击波具有良好的防护效应,当比例爆距减小/比例墙高增大时,组合结构的防护效应增强;本文提出的组合结构后冲击波超压的修正系数计算预测模型可为建筑物、人员设防安全距离确定以及反恐防爆袭击中重要建筑物周围组合结构挡墙的设置提供依据。
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