我国石油和化工行业结构逐步进入由量变到质变的重要阶段,化工园区作为石化产业高质量发展和石化强国的重要支撑,随着经济的快速发展其数量与规模进一步增加、扩大,大型化工园区产业协同和集群发展的优势不断增强的同时也提高了生产运行风险。化工园区内危险化学品种类多、数量大、密集度高等因素导致多米诺效应事故发生的可能性增加,其中爆炸事故产生的爆炸冲击波与碎片是造成人员伤亡、化工装置失效及园区建筑破坏的两类主要致损因子。因此,研究爆炸冲击波与碎片耦合作用下的化工储罐失效机理及化工园区增韧策略对于防控多米诺效应事故和提高园区安全水平具有重要意义。主要研究内容如下:（1）通过小尺寸实验研究爆炸冲击波与碎片耦合作用下内浮顶储罐破坏与失效模式。设计预制圆孔、预制裂缝及组合损伤类型表征碎片对储罐的损伤,通过不同超压峰值的冲击波冲击带预制损伤的小尺寸内浮顶储罐从而模拟研究冲击波与碎片耦合作用对储罐的破坏。通过实验分析冲击波强度、预制损伤方式、充装系数等因素对小尺寸内浮顶储罐破坏及失效模式的影响,为有限元模型建立的合理性验证奠定基础。（2）基于数值模拟研究爆炸冲击波与碎片耦合作用下立式拱顶储罐破坏失效机理。以一起典型爆炸冲击波与碎片耦合作用导致的事故案例为研究背景,建立爆炸冲击波和碎片耦合作用下立式储罐破坏失效有限元模型,分析不同爆炸强度与两种类型碎片的耦合作用下储罐应力、应变、位移、能量等动力学响应特性,详细阐述立式拱顶储罐的破坏过程,并总结储罐主要的失效模式。（3）基于可靠性理论研究爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工储罐易损性。以爆炸冲击波与碎片耦合作用下储罐最严重失效模式为前提,根据能量密度与最大塑性应变准则、综合考虑致损因子的作用顺序及强冲击荷载作用下储罐的应变率效应,建立爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工储罐破坏失效的极限状态方程,通过对比分析耦合作用下储罐理论临界破裂速度与数值模拟结果验证方程的合理性。通过易损性方程分析耦合作用下材料应变率效应、致损因子作用顺序、爆源强度、碎片撞击载荷、碎片撞击角与撞击面积对典型立式拱顶储罐易损性的影响。（4）基于复杂网络拓扑结构研究爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工罐区系统韧性。通过建立耦合作用导致的多米诺效应事故场景下化工罐区事故单元相互影响的累计概率与事故发生概率方程,进一步提出耦合作用下化工罐区多米诺效应概率计算框架与流程,用于识别出耦合作用多米诺效应事故可能扩展链路。由复杂图论理论提出化工罐区系统韧性的量化方法,基于化工罐区系统的网络拓扑最大连通量指标定量分析事故过程系统的初始及最终恢复性能从而评估化工罐区系统韧性。以实际化工罐区为例,验证耦合作用下多米诺效应概率计算与链路识别、化工罐区系统韧性量化方法的可行性。