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框架结构在地下爆炸冲击下的动力响应研究

框架结构在地下爆炸冲击下的动力响应研究

作者：田宏伟长安大学

学位级别：硕士

近年来,发生于地下空间中的爆炸恐怖事件呈逐年上升之势,这些爆炸事故不仅损坏地下空间中的人民生命财产安全,对于地面上近距离的各种多高层民用住宅、工业建筑、公共建筑等也可造成不同程度的损害。本文参考有关文献和试验数据,确定土... 详细信息

近年来,发生于地下空间中的爆炸恐怖事件呈逐年上升之势,这些爆炸事故不仅损坏地下空间中的人民生命财产安全,对于地面上近距离的各种多高层民用住宅、工业建筑、公共建筑等也可造成不同程度的损害。本文参考有关文献和试验数据,确定土壤、空气、炸药尺寸,建立计算模型,运用有限元软件LS-DYNA进行爆炸荷载计算;选取文献中的一个三层框架结构实例,固定炸药量,改变与爆心的距离,将对应的X、Y方向的加速度时间历程曲线作为荷载施加在框架结构上,同时考虑重力加速度,在框架结构楼板上施加恒荷载和活荷载,以考虑正常使用状态时的结构响应,运用有限元软件LS-DYNA建立框架实体模型进行计算。通过以上研究计算分析,得到以下结果: 一、当爆炸波阵面到达测定单元后,压力、速度、加速度均瞬间达到峰值,然后随着时间的增长逐渐降低,趋于平缓,且都随着折合距离的增大而不断减小;竖直方向与水平方向的速度值、加速度值相差都很小,竖直方向的影响不能忽略,在对结构的响应计算中必须同时考虑;爆炸之后,在土中留下一个具有一定压力与温度的爆炸气体的空腔,通过数值模拟计算得出,爆炸后土壤中爆腔半径扩大为原来炸药体积的7.0倍;爆炸反应最突出的特点就是反应速度极高,在十几微妙内即可完成爆炸反应,土体在爆炸反应发生后很短时间内达到整体最大振动状态,土体吸收了绝大部分的能量;二、由于爆炸波是从地下传过来的,力从底层柱向上传播,在第一层处,柱把力传给梁,接着由梁传到板,同时力由一层柱向二层柱传播,应力主要集中在柱底和第一层的梁柱铰接点处;由于爆炸荷载作用时间短,因此其加速度波周期小,振幅大,达到荷载峰值瞬间完成,然后又急剧减小,这就使得其作用在结构上的响应不同于一般的地震响应,结构不是由于发生较大的整体位移或层间侧移而失效的,不能单独将此作为结构损伤破坏的评价标准;三、在折合距离(Scaled Distance(?)=R/(?),结构与爆心的距离和炸药量立方的比值)相同的情况下,随着炸药量的增大,结构在爆炸荷载作用下的最大等效应力、应变、塑性应变、X、Y方向位移等各种变量并不相等,而是逐渐增大的;当折合距离小于1.0m/kg时,炸药量对结构响应的影响非常显著,即不同炸药量下各响应差值很大,此时不能单独以折合距离作为爆炸荷载大小分类的标准,要同时考虑炸药量的影响,但当折合距离大于1.0m/kg时,炸药量对结构的响应影响很小,可以忽略不计,即此时可只以折合距离作为单一的标准,将相应的爆炸荷载直接施加在结构上进行计算。并且可以将折合距离1.0m/kg作为框架结构的统一安全距离,在此范围之外,炸药量对框架结构在爆炸荷载下的响应影响不大。本文建立了土壤中炸药爆炸的模型,得出了不同折合距离下的加速度时间历程荷载曲线,将其施加于选定的框架结构上,得出了炸药量和折合距离对框架结构的影响规律,对以后的抗爆设计可以提供有效的依据。

关键词：框架结构地下爆炸动力响应炸药量折合距离

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爆破对埋地管道的影响及风险管理

爆破对埋地管道的影响及风险管理

作者：薛倩西北大学

学位级别：硕士

随着城市建设化的加快,开采、挖掘、爆破活动越来越多,爆管、断管、腐蚀、泄漏等一系列重大事故也呈现上升趋势,使得城市管道所敷设的地区条件改变,因而研究爆破对管道的影响,并进行合理的管道安全评价是非常的重要。爆破产生的震... 详细信息

随着城市建设化的加快,开采、挖掘、爆破活动越来越多,爆管、断管、腐蚀、泄漏等一系列重大事故也呈现上升趋势,使得城市管道所敷设的地区条件改变,因而研究爆破对管道的影响,并进行合理的管道安全评价是非常的重要。爆破产生的震动效应对周边埋地管道的承载能力以及稳定性有着非常大的影响,基于爆破地震波作用下的管道安全评估一直以来都是人们迫切关注并想要解决的问题。为了解决这一问题,利用控制变量的方法研究了爆破对管道应变的影响,并根据管道安全管理方法对爆破作用下的埋地管道进行了评估。本文通过对爆破地震波特性的分析,得出影响爆破对管道作用的因素有：炸药密度,装药直径,装药结构,爆破距离以及传播介质。然后重点对炸药量以及爆破距离对管道的影响做了重点研究,确定了定距离时,合理的炸药量;以及当炸药量给定时,安全的爆破距离。分析了影响地区等级的因素,通过对不同等级地区炸药量和爆破距离对管道应变的分析,并结合管道容许拉伸应变和容许压缩应变,讨论了不同等级情况下安全的爆破距离以及炸药量的变化。爆破距离和炸药量是影响埋地管道安全的主要因素,将两者进行量化和耦合对现役埋地管道的安全评价具有重要的作用。通过对定量炸药量和爆破距离对管道应变的影响程度,对管道安全评价进行分级量化处理,建立以爆破为基础的管道安全评价模型。

关键词：炸药量爆破距离风险管理应变地区等级

弹药库的位置与排列——美国防部《弹药和炸药安全标准》介绍(六)

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兵工安全技术 1994年第4期 38-40页

作者：李茂昌西安二一三所

一、标准地下弹药库和非标(准)地下弹药库1.弹药库之间在位置上要求相隔一定的距离,保证弹药库之间一般不会发生爆炸的传递。确定弹药库的位置时必须考虑两个因素:一是弹药库的结构特点,一是所贮存的弹药数量和品种。在前文[美国防部《... 详细信息

一、标准地下弹药库和非标(准)地下弹药库1.弹药库之间在位置上要求相隔一定的距离,保证弹药库之间一般不会发生爆炸的传递。确定弹药库的位置时必须考虑两个因素:一是弹药库的结构特点,一是所贮存的弹药数量和品种。在前文[美国防部《弹药和炸药安全标准》介绍(五)]中介绍过的各种标准地下弹药库经证明对各种弹药和炸药都可预防爆炸的传递;而各种非标准地下弹药库,由于结构强度较低。

关键词：弹药库安全标准美国防部炸药量标准地层结构强度安全距离爆炸位置结构特点

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小子溪水库水下岩塞爆破

浙江水利科技 1979年第2期 22-30页

一、概述为了解决小子溪水库(总库容470万立米,死库容40万立米)的防洪、检修和增加供水量等问题,在大坝右岸开凿了全长380米的引水隧洞。由于隧洞进水口位于水库死水位以下,而采用了水下岩塞爆破方案。78年1月21日,水下爆破成功,爆破效... 详细信息

一、概述为了解决小子溪水库(总库容470万立米,死库容40万立米)的防洪、检修和增加供水量等问题,在大坝右岸开凿了全长380米的引水隧洞。由于隧洞进水口位于水库死水位以下,而采用了水下岩塞爆破方案。78年1月21日,水下爆破成功,爆破效果较好,进水口成形尺寸基本符合设计要求;同时未衬砌隧洞无塌方,石渣顺利泄走,爆破振动对相距129米的土坝、闸门和相距250米的电站等水工建筑物没有产生任何破坏影响。

关键词：岩塞横向跨度引水隧洞水工隧洞隧洞轴线水下岩塞爆破爆破单位耗药量爆破振动爆破震动炸药量水工建筑物海洋建筑物

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工业爆破的地震效应

地球物理学报 1962年第2期 154-163页

作者：谢毓寿王耀文中国科学院地球物理研究所

一、前言在固体介貭中爆炸时,一部分能量轉化为弹性波,对地层和建筑物产生与地震波相似的影响。工业爆破常需在厂矿区、建設工地或居民点附近进行。为了确保安全,有必要研究其地震效应。

关键词：炸药量地表振动毓寿地震效应爆破参数最大速度爆炸点爆破漏斗爆破效应

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露天矿剥离大爆破