地表爆炸荷载作用下大型输水箱涵的毁伤评估及防护效应分析

作     者：杨广栋 王高辉 卢文波 赵小华 严鹏 陈明 YANG Guangdong;WANG Gaohui;LU Wenbo;ZHAO Xiaohua;YAN Peng;CHEN Ming

作者机构：武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室武汉430072 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2019年第38卷第5期

页      面：28-37页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51509189) 流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放基金项目(IWHR-SKL-201611) 

主　　题：输水箱涵 地表爆炸 动力响应 毁伤特征 防护措施 

摘      要：随着我国跨区域调水工程的增多,箱涵结构的抗爆问题越来越受到重视。考虑爆炸荷载作用下混凝土的应变率效应、流体与固体间的耦合以及结构的非线性动态响应等复杂问题,基于Lagrangian-Eulerian耦合方法建了地表爆炸荷载作用下钢筋混凝土输水箱涵的全耦合模型。通过与已有的经验公式和现场爆炸试验进行对比,分别验证了土体地表爆炸模型和爆炸荷载作用下钢筋混凝土模型的可靠性;对比研究了有水和无水两种工况下箱涵的动力响应及毁伤发展过程,并分析了地表爆炸荷载作用下冲击波的传播特性;同时采用聚苯乙烯泡沫作为箱涵的防护材料,探讨了其对钢筋混凝土输水箱涵抗爆性能的影响。结果表明:突发地表爆炸荷载将对输水箱涵结构的安全性构成巨大的威胁;而在箱涵顶部铺设聚苯乙烯泡沫可以有效地提高其抗爆性能。