接触爆炸下混凝土墩破坏效应试验与数值模拟

作     者：康耕新 颜海春 张亚栋 刘明君 郝礼楷 KANG Gengxin;YAN Haichun;ZHANG Yadong;LIU Mingjun;HAO Likai

作者机构：陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007 东南大学爆炸安全防护教育部工程研究中心江苏南京211189 陆军工程大学野战工程学院江苏南京210007 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：144-155页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：科技创新项目(KYGYZB0019003) 

主　　题：混凝土墩 顶部爆炸 破坏效应 数值模拟 试验 

摘      要：为研究混凝土墩在炸药接触爆炸作用下的破坏效应,分别采用K&C模型、HJC模型、RHT模型和Kong-Fang模型对混凝土墩体的破坏效果进行数值模拟,讨论破坏形态、裂缝数量、块体数量、芯部残高和侧面残高的变化并与试验对比。研究结果表明,4种模型都能有效地预测混凝土墩体的破坏形态:在顶部集团装药爆炸作用下,混凝土墩体上半部分和下半部分表现为不同的破坏形式,上半部分为破碎性破坏,形成大量1~10 cm为主的碎块;下半部分为破裂性破坏,开裂为有限数量的块体;其中Kong-Fang模型能够更加可靠地预测破裂区块体的数量和残高。残留块体破坏特征参数随装药量的变化的研究结果表明,随着装药量从1.0 kg增加到4.5 kg,块体的数量增加到25,块体底面尺寸由40 cm减小为15 cm,约为混凝土底边尺寸的1/5~1/25;装药量从1.0 kg增加到3.5 kg时芯部残高及侧面残高减小较快,在装药量增加到4.0 kg后,分别稳定在40 cm及28 cm左右处,不再明显变化。基于以上研究结果,拟合了块体数量、芯部残高及侧面残高随装药量的变化公式,为有效实施混凝土墩体爆破作业提供了参考。