随着我国油气管网系统的逐步完善,埋地输送管道工程也在不断增加,但同时受地形条件限制和城镇化建设推进的影响,之前远离人口聚集区和工业区的长输燃气管道逐渐被各种建筑物包围,交叉施工和管道占压问题层出不穷,高压输气管道一旦破裂并引发爆炸将对管道沿线人员和建筑安全造成不可估量的损失。因此,分析埋地输气管道爆炸对地面建筑结构的损伤影响和研究建筑结构的安全防护距离都具有非常重要的意义。本文以双层砖混建筑结构为研究对象,依据爆能相等原则,采用TNT当量法用于输气管道开裂爆炸的后果估算,并建立完整的地下管道爆炸和地面建筑结构冲击响应模型。与通过局部外加荷载的结构损伤分析方法不同,本文在建模时考虑到了土体与空气以及空气与建筑结构之间的能量耦合关系,对比均布荷载形式下的结构形变特征,该方法模拟球形冲击波面在不同高度和距离下的压力分布情况更为合理。针对本文选用的多物质流固耦合分析算法,与加拿大NRES机构土中爆炸试验数据进行了对比,从爆坑直径、空气冲击波抵达时间和超压峰值等多个角度对该模拟方法进行了验证。运用ANSYS/LS-DYNA软件建立土体、空气、墙体、构造柱(圈梁、楼板)和炸药的多物质ALE耦合模型,模拟分析结果如下:爆炸冲击波在结构壁面上会出现入射和反射现象,且在结构背爆面发生绕流,受结构内部泄压作用影响不同高度处冲击波压力差别较大,最终随着能量的降低冲击波耗散在空气中;建筑结构墙体破坏都是由于冲击波通过门窗洞进入结构内部后单元达到受拉极限发生的失效,但通过对墙体单元的位移、振速和应力曲线的提取发现,外墙与内墙损伤机理不同,外墙受拉是由内壁面受冲击波压力作用,而内墙破坏则是由于冲击波对门洞两侧产生的直接压力作用。通过对多组距离工况的模拟分析发现,在管道敷设深度1.5m且等效TNT当量86kg的工况条件下,管道中心线距离建筑结构24m时,砖混建筑结构的墙体没有裂缝产生,而当水平距离为62m时建筑结构窗体玻璃才未出现破损现象。结合埋地输气管道的作业环境,针对不同埋深、不同等效TNT当量和不同土壤类型进行模拟分析,研究发现管道敷设深度0.6m～2.0m时建筑结构损伤程度无明显差异,随TNT当量增大建筑结构受力损伤程度也在加剧,不同均质土体对建筑结构损伤影响情况略有差别,粘土中输气管道爆炸对建筑结构影响较大,结构受损较严重,黄土与砂土中受损程度无明显区别。本文所取得的研究成果将埋地输气管道爆炸和对建筑结构造成的损伤影响紧密联系起来,不仅分析了埋地输气管道发生物理爆炸后冲击波超压荷载对建筑结构的作用规律,还通过数值模拟完成了对特定管道爆炸条件下砖混建筑结构的受损距离的分析,并结合管道作业条件研究了不同工况下管道爆炸对结构损伤的影响情况,为埋地输气管道的生产运营和管线周边居住环境的安全提供了理论支撑。