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地下拱结构抗爆研究进展与展望

防灾减灾工程学报 2024年第1期44卷 250-262页

作者：孟凡茂金丰年王鹏周健南陈海龙陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室江苏南京210007 江苏省住房和城乡建设厅江苏南京210036

防护工程在战时能有效抵御打击并保存有生力量,历来是国家防御和威慑力量的重要组成部分。与地上防护工程相比,构筑在岩土介质中的地下防护工程具有更强的防护能力。然而,随着科学技术的发展,高技术武器和精确制导武器的命中精度、侵彻... 详细信息

防护工程在战时能有效抵御打击并保存有生力量,历来是国家防御和威慑力量的重要组成部分。与地上防护工程相比,构筑在岩土介质中的地下防护工程具有更强的防护能力。然而,随着科学技术的发展,高技术武器和精确制导武器的命中精度、侵彻深度和毁伤能力不断增强,对地下防护工程构成严重威胁。拱结构具有优异的力学性能,在地下防护工程中应用十分广泛,研究地下拱结构的抗爆性能对地下防护工程建设与发展具有重要意义。地下拱结构的抗爆问题涉及岩土介质中的爆炸冲击效应、岩土介质与拱结构的相互作用以及拱结构的动力响应与破坏机理等复杂的研究内容。国内外学者通过试验、数值仿真和理论分析等方法对爆炸荷载作用下地下拱结构的动力响应开展了较为系统的研究,取得了丰富的科研成果。从地下拱结构抗爆试验、数值模拟研究以及抗爆动力学理论三个方面讨论了地下拱结构抗爆研究进展,结合研究现状,指出未来应结合地下防护工程向深埋地、大跨度发展的趋势,加强地下拱结构原型和大比例模型结构抗爆试验、精细化数值模拟分析以及兼顾精度与实用的计算方法研究。

关键词：爆炸荷载地下拱结构动力响应抗爆分析

Layered metastructure containing freely-designed local resonators for wave attenuation

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Blast responses of shallow-buried prefabricated modular concrete tunnels reinforced by BFRP-steel bars

Defence Technology 2024年第2期

作者： Yu Li Huguang He Jiang Feng Hailong Chen fengnian jin Hualin Fan

来源：博看期刊评论

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Underground Space 2022年第2期7卷 184-198页

作者： Chengjie Zhao Zexun Tang Peng Wang Jiang Feng Jiannan Zhou Xinli Kong Hansheng Geng fengnian jin Hualin Fan State Key Laboratory for Disaster Prevention&Mitigation of Explosion&Impact Army Engineering University of PLANanjing 210007China Rocket Force University of Engineering Xi’an 710025China c Department of Civil Engineering Nanyang Institute of TechnologyNanyang 473004China State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

This paper reports the anti-blast performance of shallow-buried prefabricated modular tunnel reinforced by basalt fiber-reinforced polymer(BFRP)-steel *** concrete arch members with steel bars and three concrete arch members with BFRP-steel bars were fabricated,with the other arch parameters kept *** three identical arches were assembled into an integral structure and then buried in soil for field anti-blast *** the experiment,the pressure on the vault,the displacement and acceleration of the vault,the strain in the reinforcement bars and the macroscopic damage of the arches under the blast load were *** evaluate the damage of the arch tunnel,a residual load-bearing capacity test was conducted on the arch members after the explosion *** experimental results showed that the BFRP-steel bars reinforced concrete arch exhibited a higher load-bearing capacity and more safety redundancy than the steel bars reinforced concrete arch,and that the BFRP-steel bars could inhibit the occurrence of concrete cracks to a certain extent.A comparison between the arches assembled at different positions showed that the prefabricated modular tun-nel can be simplified directly as a two-dimensional arch structure under the blast load for analysis and calculation.

关键词： BFRP-steel bars Concrete arch Shallow-buried protective tunnel Anti-blast performance

Design,manufacture and crushing behaviors of bucklinginspired auxetic meta-lattice structures

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International Journal of Smart and Nano Materials 2021年第4期12卷 491-510页

作者： Jianhua Dong Gaoyuan Ye Yongjun Wang fengnian jin Hualin Fan State Key Laboratory for Disaster Prevention&Mitigation of Explosion&Impact Army Engineering University of PLANanjingChina Engineering Research Center of Advanced Wooden Materials of Ministry of Education College of Material Science and EngineeringNortheast Forestry UniversityHarbinChina State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjingChina

Introducing buckling pattern into straight-walled lattice structure,anovel buckling inspired lattice meta-structure(BILM)was designed and fabricated using polylactic acid(PLA)by three-dimensional(3D)printing *** square lattice structure with positive Poisson’s ratio(PPR)is transformed into negative Poisson’s ratio(NPR)structure by buckling *** struts decrease the maximum strain,prohibit strut fracture,increase strut contact and induce ductile bending *** meta-topology changes the crushing pattern from brittle layer-by-layer fracture,hybrid crushing pattern to stable plastic crushing when increasing the central angle from 0°to 120°.Buckling inspired meta-lattice structures can obviously improve the energy absorption(EA)performance through reducing the initial peak force(IPF)while increasing the EA,specific energy absorption(SEA)and crushing force efficiency(CFE).Ductile crushing endows BILM excellent EA.

关键词： Auxetic meta-lattice crushing behavior analytical modeling

Mechanical properties of lattice grid composites

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Acta Mechanica Sinica 2008年第4期24卷 591-591页

作者： Hualin Fan Daining Fang fengnian jin Department of Engineering Mechanics Tsinghua University 100084 Beijing China College of Science PLA University of Science and Technology210007 Nanjing China

Unfortunately, an error occurred in Fig. 12. The corrected Fig. 12 is given below.

关键词： Lattice grid composites Mechanical properties Buckling Plastic deformation Analytical modeling

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岩体节理剪切变形的幂函数模型

岩石力学与工程学报 2000年第3期19卷 314-317页

作者：许宏发金丰年解放军理工大学工程兵工程学院人防工程系南京210007

在分析了岩体节理剪切变形常用双曲线模型和指数模型的基础上 ,提出了一种幂函数模型。用幂函数模型描述的回归曲线以及根据试验参数得到模拟曲线与试验值比较误差均较小。最后。

关键词：岩体节理模型幂函数剪切变形

超材料消波混凝土板在二维平面波作用下的削波效应研究

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振动与冲击 2018年第20期37卷 39-44页

作者：郜英杰范华林张蓓金丰年中国人民解放军理工大学国防工程学院爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室结构轻量化与智能制造研究中心南京210016

局域共振型声学超材料能有效过滤某一特定频段的声波,基于此消波原理,将局域共振结构与混凝土材料结合在一起,设计一种超材料消波混凝土(Super-Material Wave Absorbing Concrete,SMWAC)板,分析其消波原理。通过LS-dyna软件进行数值模拟... 详细信息

局域共振型声学超材料能有效过滤某一特定频段的声波,基于此消波原理,将局域共振结构与混凝土材料结合在一起,设计一种超材料消波混凝土(Super-Material Wave Absorbing Concrete,SMWAC)板,分析其消波原理。通过LS-dyna软件进行数值模拟,比较普通混凝土板与SMWAC板的消波效果,分析SMWAC板的隔层材料、聚合体尺寸及聚合体排列方式对SMWAC板消波效果的影响。数值模拟结果表明:(1)SMWAC板与普通混凝土板相比具有较好的消波效果。(2)隔层材料的不同使SMWAC板具有选择性消波特性。(3)在各组分所占比例相同的情况下,SMWAC板中聚合体尺寸较大时,消波效果更明显。(4)聚合体矩阵排列的SMWAC板与交错排列的SMWAC板消波效果一样。

关键词：超材料消波混凝土振动波

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CFRP加固素混凝土拱压缩性能数值模拟

陆军工程大学学报 2022年第1期1卷 80-88页

作者：周健南孔新立王鹏王校培陈潇硕金丰年陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007 南京模拟技术研究所江苏南京210016

为增强素混凝土拱的工程抗力,发挥碳纤维增强复合材料(CFRP)性能优势,基于ABAQUS对不同CFRP加固形式的混凝土拱进行了数值模拟。通过建立混凝土损伤塑性模型和引入CFRP与混凝土的粘聚力界面关系,得到了不同的加固形式下复合拱结构静力... 详细信息

为增强素混凝土拱的工程抗力,发挥碳纤维增强复合材料(CFRP)性能优势,基于ABAQUS对不同CFRP加固形式的混凝土拱进行了数值模拟。通过建立混凝土损伤塑性模型和引入CFRP与混凝土的粘聚力界面关系,得到了不同的加固形式下复合拱结构静力破坏模式,并与试验结果进行了对比分析,获得了混凝土拱在压缩载荷下的损伤扩展情况和界面开裂情况,明确了混凝土拱的刚度、开裂载荷和极限载荷随加固形式的变化规律。分析表明,内外表面粘贴CFRP能提高拱的初始刚度与开裂载荷,并显著提升拱的承载能力;粘贴CFRP能使裂纹沿着粘贴面扩展,但并不会影响混凝土初始破坏均发生在拱顶内侧、随后拱腰外侧发生破坏这一主体破坏模式。

关键词：混凝土拱 CFRP加固损伤塑性 Hashin失效准则

基于三维地理信息系统的块体稳定可视化分析系统

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岩石力学与工程学报 2006年第z2期25卷 3650-3653页

作者：金丰年孔新立翁杰周建民解放军理工大学工程兵工程学院中国人民解放军73889部队

以一大型地下工程为例,结合三维地理信息系统,编制块体稳定可视化分析系统。该系统对围岩块体稳定性进行可视化表达和计算解析,确定围岩中出现不稳定或潜在危险块体的部位、大小及抗滑安全系数等指标,为科学分析、预测未开挖段的地质条... 详细信息

以一大型地下工程为例,结合三维地理信息系统,编制块体稳定可视化分析系统。该系统对围岩块体稳定性进行可视化表达和计算解析,确定围岩中出现不稳定或潜在危险块体的部位、大小及抗滑安全系数等指标,为科学分析、预测未开挖段的地质条件提供有效帮助。

关键词：地下工程三维地理信息系统块体可视化系统