过去几十年,我国水利水电行业高速发展。伴随着各地河流的治理、水力发电站的大规模修建、水资源的时空调度以及优化干旱缺水地区的水资源配置等举措,我国修建了大批水工建筑物,带来了丰厚的社会效益和经济建设回报。混凝土重力坝是常见的水工建筑物,由于现代战争以精准导弹打击为主,大坝作为国家经济建设主要设施,民生安全和国家社会稳定的重要支柱,必将成为战争首要攻击对象之一;其次,随着水下工程的大量开展,水下爆破施工也越来越多的被广泛使用。因此重力坝受到爆炸冲击荷载作用时的响应及相关安全防护的研究就极为重要。本文致力于研究混凝土重力坝在受到爆炸冲击荷载后的动力响应及气泡帷幕对爆炸冲击波的削减作用,主要工作如下:(1)大坝受到爆炸冲击荷载后的动态响应研究。基于流-固耦合算法,考虑混凝土的应变率效应,建立包括水、空气、炸药、坝体、坝基多种因素的三维流-固耦合模型;依托LS-DYNA显示动力分析程序,针对不同冲击波传播介质、不同爆炸深度、不同爆心距下爆炸冲击波对混凝土重力坝的影响展开了数值仿真;分析了混凝土重力坝在受到不同位置处爆炸的冲击荷载作用后的破坏形式及响应。(2)削减重力坝受到的爆炸冲击荷载以实现大坝的安全防护。基于应力波在不同种介质交界处发生的透射和反射现象,理论分析空气气泡对水下爆炸冲击波的影响作用,建立含空气-水相间隔的气泡帷幕耦合模型,考虑水下爆炸冲击波同气泡帷幕之间的相互作用,针对气泡帷幕对爆炸冲击波的削减作用进行了仿真数值模拟研究,同时分析了单层帷幕与多层帷幕以及帷幕的不同位置对水下冲击波的影响。通过上述数值模拟计算及结果分析,得到如下结论:爆炸可能发生于空气介质或水介质中时,我们更应该关注水介质中爆炸带来的危害;起爆深度和爆心距对混凝土重力坝的破坏程度有很大影响,为了更好保护重力坝,应着重保护坝头部位和应力集中部位;气泡帷幕可以有效降低水下爆炸冲击波的强度;将气泡帷幕设置在近重力坝处起到的保护效果要强于近药包处;气泡帷幕的布设层数能显著影响对冲击波的削减效果。