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地面爆炸冲击波的相互作用

高压物理学报 2014年第3期28卷 353-357页

作者：胡宏伟宋浦郭炜冯海云张立建西安近代化学研究所陕西西安710065

为了研究多点同步地面爆炸冲击波的相互作用,通过改变装药质量组合和布局,利用空中爆炸测量系统对2点和3点地面同步爆炸进行了试验研究,并利用冲击波与刚性壁面碰撞理论计算了2个冲击波相互作用的冲击波压力和冲量。结果表明:多个装药... 详细信息

为了研究多点同步地面爆炸冲击波的相互作用,通过改变装药质量组合和布局,利用空中爆炸测量系统对2点和3点地面同步爆炸进行了试验研究,并利用冲击波与刚性壁面碰撞理论计算了2个冲击波相互作用的冲击波压力和冲量。结果表明:多个装药同步爆炸时,冲击波超压和冲量都显著增加,大大提高了装药爆炸威力。装药总质量相同时,炸药的组合数量越多,冲击波超压和冲量越高,不同布局的装药,冲击波超压和冲量的增加量也不同。冲击波与刚壁的碰撞模型可以用来近似计算2个同等强度冲击波的相互作用。

关键词：爆炸力学地面爆炸圆柱形装药冲击波相互作用

某多孔弹性场地地面爆炸声传播特性和当量反演分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第1期56卷 37-46页

作者：张亮永卢强梁旭斌李鹏毅方厚林曾新吾国防科技大学气象海洋学院长沙410073 西北核技术研究所西安710024

准确预测地面爆炸威力对生产生活安全和武器性能测试具有重要意义.为获取雪和半灌木混合覆盖地表场地的地面爆炸声传播特性,解决该场地地面爆炸当量反演问题,在实测数据基础上分析了该场地的声传播特性,之后采用有限边界阻抗声传播理论... 详细信息

准确预测地面爆炸威力对生产生活安全和武器性能测试具有重要意义.为获取雪和半灌木混合覆盖地表场地的地面爆炸声传播特性,解决该场地地面爆炸当量反演问题,在实测数据基础上分析了该场地的声传播特性,之后采用有限边界阻抗声传播理论和四参量阻抗模型建立该场地声传播模型并进行讨论.最后,基于以上声传播模型,建立了多孔场地地面爆炸当量估计的折合声冲量法(简称多孔场地折合声冲量法)和以多孔场地折合声冲量法为声学模型的声震分析方法,对该多孔场地地面爆炸当量进行了反演和分析.结果表明,雪和半灌木覆盖地表场地的地面爆炸声信号能量集中在低频(20 Hz以内),受到多孔地表和空气吸收影响,超压幅值随距离增加快速衰减,其衰减系数1.25明显大于球面波几何扩展系数1.基于有限边界阻抗波传播理论和四参量阻抗模型建立的声传播模型可以准确描述该多孔场地波传播特性,其预测波形和实测波形基本重合.基于以上声传播模型建立的多孔场地折合声冲量法,通过考虑声震能量分配过程可以获得较高的当量反演精度,当量相对误差不超过7%.而采用折合声冲量法并联合地震波数据进行声震分析,可以准确获取多孔弹性地面附近未知爆炸事件的当量和爆高,当量和爆高相对误差分别不超过7%和19%.

关键词：地面爆炸有限边界阻抗四参量模型折合声冲量声震分析

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土质场地地面爆炸当量预测方法

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2022年第6期61卷 99-112页

作者：张亮永卢强肖卫国唐仕英王敏超方厚林张德志国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073 西北核技术研究所陕西西安710024

利用某土质场地化爆实验的声震数据,考虑地面反射和地介质耦合作用,对以经验和半经验声学模型为基础的地面爆炸当量预测方法进行了讨论。结合地震波模型,采用声震分析方法分析了地面爆炸当量的预测精度。结果表明:地介质耦合作用对声学... 详细信息

利用某土质场地化爆实验的声震数据,考虑地面反射和地介质耦合作用,对以经验和半经验声学模型为基础的地面爆炸当量预测方法进行了讨论。结合地震波模型,采用声震分析方法分析了地面爆炸当量的预测精度。结果表明:地介质耦合作用对声学方法的地面爆炸当量预测精度影响较大;若不考虑地介质耦合作用,土质场地的当量预测结果明显小于真实值。联合地震波数据增加额外约束进行反演,可以减小当量-爆高(埋深)折中关系,获得较高的当量估计精度。对比多种分析模型发现,采用IPM(improved parametric models)声学模型和近地面声学模型进行声震分析获得的当量预测精度最高。

关键词：地面爆炸当量预测声学模型声震分析声耦合系数

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地面爆炸下地下结构的动力响应

地面爆炸下地下结构的动力响应

作者：张茜长安大学

学位级别：硕士

随着国际恐怖主义的蔓延与各种化学爆炸事件的日益增多,地铁站和地下通道等地下结构,由于人员密集疏散困难,易于袭击且发生事故后社会影响较大等特点成为恐怖袭击的首选。各种地下结构的抗爆防爆减灾问题已成为目前我国需要高度重视和... 详细信息

随着国际恐怖主义的蔓延与各种化学爆炸事件的日益增多,地铁站和地下通道等地下结构,由于人员密集疏散困难,易于袭击且发生事故后社会影响较大等特点成为恐怖袭击的首选。各种地下结构的抗爆防爆减灾问题已成为目前我国需要高度重视和深入研究的重大课题之一。本文借鉴国内外研究成果,采用理论分析和有限元软件ANSYS/LS-DYNA对地面接触爆炸下地下结构的动力响应进行系统的研究,包括:地面爆炸下土中爆炸应力波场的传播与分布,地面爆炸下地下结构的动力响应以及埋深、TNT当量、土质对结构动力响应的影响。取得的主要研究成果如下:(1)分析了地面接触爆炸时,空气波的形成、传播及反射规律;分析了土中应力波的传播与反射规律,以及峰值压力与升压时间的理论计算公式;给出了地面爆炸作用在地下结构上的压力峰值与升压时间计算方法;利用理论计算公式对工程算例进行了计算分析,计算了爆炸荷载作用下土中应力波的超压峰值、升压时间以及地下防护结构上的动荷峰值。(2)利用ANSYS/LS-DYNA模拟土质为砂土与粘土时,地面爆炸下土中应力波场的传播与分布。理论公式计算土中单元的应力波压力峰值与升压时间,将理论计算结果与数值模拟结果对比,验证了数值模型的正确性。根据数值模拟结果将地面爆炸下土中应力波场分为表面区(包括近地表区与地表区)与中央区,分析了各分区内土中应力波的特征;研究了土质对土中应力波场传播与分布的影响。(3)利用ANSYS/LS-DYNA模拟土质为砂土时地面接触爆炸作用下地下结构的动力响应。分析了土中应力波对结构的作用以及结构对应力波的影响。在地下结构上选取可能发生破坏部位内的单元,研究了各单元的应力、塑性应变、速度、加速度的变化。分析了地下结构的破坏形式以及破坏位置。并分析不同埋深、不同TNT当量、不同土质时地面接触爆炸下地下结构的动力响应,以及各参数对结构上可能发生破坏部位内单元的响应及结构破坏的影响。

关键词：地面爆炸地下结构动力响应应力波场

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地面爆炸近区地表运动

防护工程 1992年第3期14卷 100-113页

作者：王承树

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地面爆炸二维数值模拟的网格尺寸分析

防护工程 2021年第3期43卷 26-30页

作者：匡志平刘中辉同济大学浙江工业职业技术学院

爆炸冲击波的数值模拟结果受网格尺寸的影响很大,不同维度的数值模拟所需的最佳网格尺寸不同。研究了刚性地面爆炸中任意质量半球形TNT炸药起爆后,在任意比例距离处采用二维数值模型确定峰值超压等冲击波参数所需的最佳网格尺寸问题。... 详细信息

爆炸冲击波的数值模拟结果受网格尺寸的影响很大,不同维度的数值模拟所需的最佳网格尺寸不同。研究了刚性地面爆炸中任意质量半球形TNT炸药起爆后,在任意比例距离处采用二维数值模型确定峰值超压等冲击波参数所需的最佳网格尺寸问题。提出了二维模型网格尺寸与TNT质量的三次方根成正比的假设。对比了3种TNT炸药质量,分别采用12种比例系数,在14个比例距离处的地面爆炸超压峰值与试验值的相对误差,验证了该假设。给出了准确计算任意TNT炸药量在刚性地面爆炸时,在任意比例距离处产生峰值超压等冲击波参数所需的最佳网格尺寸。

关键词：地面爆炸峰值超压网格尺寸比例距离

地面爆炸条件下框架底层柱的破坏公式推导及数值模拟分析

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后勤工程学院学报 2008年第1期24卷 13-16页

作者：刘仁辉石少卿汪敏后勤工程学院军事建筑工程系重庆400041

由于常规武器地面爆炸时在地面附近形成了较为复杂的爆炸冲击波，该冲击波对附近军事目标的破坏非常严重。为便于对地面军事工程结构进行防护研究，有必要对军事工程结构的破坏距离进行预测和评估。在前人研究的基础上采用理论分析和数... 详细信息

由于常规武器地面爆炸时在地面附近形成了较为复杂的爆炸冲击波，该冲击波对附近军事目标的破坏非常严重。为便于对地面军事工程结构进行防护研究，有必要对军事工程结构的破坏距离进行预测和评估。在前人研究的基础上采用理论分析和数值模拟方法研究了常规武器地面爆炸条件下对框架底层柱的破坏作用。从理论上推导框架底层柱在遭受地面爆炸冲击荷载时的破坏程度预测公式，同时建立了炸药、空气、土壤和结构于一体的全耦合数值模型对推导公式进行了验证。结果表明理论推导和数值模拟计算结果较为一致，该公式可以为地面军事工程结构防常规武器打击提供一些建议和参考。

关键词：地面爆炸常规武器框架底层柱评估公式全耦合模拟

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地面爆炸荷载作用下土埋管道的动力响应研究

天然气与石油 2014年第6期32卷 1-4,8页

作者：纪冲汤晓勇汤建平李强解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司四川成都610041

基于动力有限元程序LS-DYNA及Euler-Lagrange耦合方法,分别以75 g柱状和200 g块状TNT炸药为爆源,对管道在爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行三维数值模拟,描述了管道在不同埋深和壁厚的动力响应,并与实验结果进行了对比。研究结... 详细信息

基于动力有限元程序LS-DYNA及Euler-Lagrange耦合方法,分别以75 g柱状和200 g块状TNT炸药为爆源,对管道在爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行三维数值模拟,描述了管道在不同埋深和壁厚的动力响应,并与实验结果进行了对比。研究结果为人防工程油气管道的抗爆能力分析和安全性评估提供了重要的参考依据。

关键词：地面爆炸冲击荷载土埋管道数值模拟动力响应

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地面爆炸地震波的演化及频率特征

工业安全与环保 2021年第5期47卷 13-15页

作者：陈亚红马坤陈洁曾丹张树海苟瑞君中北大学环境与安全工程学院太原030051 中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院北京100053

对地面爆炸所诱发的地震波进行试验测试,并依据测试结果对其时空演化和频率特征进行了分析。地面爆炸地震波R波前沿陡峭,具有冲击特征。随着距离的增大,质点振动时间逐渐拉长,P、S波逐渐明显且高频分量逐渐增加。P、R波的初振方向在一... 详细信息

对地面爆炸所诱发的地震波进行试验测试,并依据测试结果对其时空演化和频率特征进行了分析。地面爆炸地震波R波前沿陡峭,具有冲击特征。随着距离的增大,质点振动时间逐渐拉长,P、S波逐渐明显且高频分量逐渐增加。P、R波的初振方向在一定距离上发生翻转,原因可能为震源临近区域初振方向由震源函数决定,而远离震源处初振方向由震源函数对时间的导数决定。由于地表有疏松覆盖层,P、S及R波均发生频散现象。频域分析表明,地面爆炸地震波的优势频率带均在5~30 Hz,高于天然地震波。随着距离的增大,某些优势频率成分衰减很快,导致优势频率带发生分裂。

关键词：地面爆炸地震波时空演化频域分析