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浅埋地下防护结构抗爆性能的研究

作　者: 赵静
导　师: 吕和林
学　校: 西南交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 装配式防护结构夹层板抗爆性能消能层有限元方法
分类号: TU933
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 211次
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内容摘要

为了适应现代战争的需求,我军某研究部门研制开发了一种先进的装配式防护结构,该防护结构的基本构件采用了一种新型的复合材料——钢板—钢筋骨架—聚氨酯泡沫复合夹层板,使这种防护结构具有了轻质高强、施工快捷、且抗冻保温等优点。但这种防护结构在爆炸冲击作用下的动荷载分布特点和变形规律以及覆土浅埋后如何加强其抵抗爆炸荷载的性能等方面的问题,目前仍在不断的研究和探索中。本文以装配式防护结构现场化爆试验研究为基础,分析了爆炸荷载经过覆盖层缓冲后作用在防护构件上表面的动荷载分布特点及相应的构件变形规律;并通过在构件上方埋设消能层的方式,分析消能层在覆土中所起的消能作用,提出进一步提高结构抗爆能力的可能途径及相关研究发展方向。为正确评估装配完成并浅埋的防护结构的抗爆性能以及消能层对改善防护结构抗爆性能所起到的作用,本文通过有限元方法对覆土中防护结构整体进行了数值模拟,尤其对覆土中有无消能层以及消能层的埋置深度进行了分析,说明消能层的存在确实能够起到加强防护结构抗爆性能的效果;如果把消能层埋置在覆土中偏上的位置,将更有利于发挥消能层的消能作用,增强防护结构的抗爆性能。对消能层尺寸大小影响的分析表明,采用较大尺寸消能层防护结构的抗爆性能比采用较小尺寸消能层的防护结构的抗爆性能要好。

全文目录

第一章绪论  9-18
  1.1 引言  9-10
  1.2 装配式防护结构的研究现状  10-12
  1.3 装配式防护结构的特点  12-15
    1.3.1 装配式防护结构的防护特点  12
    1.3.2 装配式防护结构承载的力学特点  12-13
    1.3.3 装配式防护结构的设计特点  13-14
    1.3.4 装配式防护结构的计算特点  14-15
  1.4 本文研究的目的和意义  15-18
第二章浅埋地下防护结构动力响应计算原理  18-30
  2.1 土中压缩波在覆土层中传播现象的定性描述  18-19
  2.2 浅埋地下防护结构上荷载的确定  19-23
    2.2.1 基本计算模型提出的前题  19-20
    2.2.2 基本关系式  20-23
    2.2.3 作用在结构上的动载的组成  23
  2.3 浅埋地下防护结构的动力计算  23-30
    2.3.1 动力学运动方程的建立  24-27
    2.3.2 动力学运动方程的求解方法  27-30
第三章防护结构构件现场化爆试验  30-43
  3.1 概述  30-31
  3.2 防护结构构件组化爆试验方案  31-33
    3.2.1 直覆土层结构试验  32
    3.2.2 加设消能层结构试验  32-33
  3.3 化爆试验的测量方法  33-34
  3.4 试验结果与相关数据分析  34-41
    3.4.1 直覆土层结构化爆试验数据分析  34-37
    3.4.2 加设消能层结构化爆试验数据分析  37-41
  3.5 防护结构构件组抗爆试验综合分析  41-43
第四章原型工事抗爆性能的有限元分析  43-95
  4.1 分析软件简介  45-46
  4.2 直覆土层结构原型工事的数值模拟  46-58
    4.2.1 材料本构模型  46-50
    4.2.2 直覆土层结构原型工事有限元模型的建立  50-52
    4.2.3 计算结果分析  52-58
  4.3 加设消能层结构原型工事的数值模拟  58-82
    4.3.1 消能层在覆土中间的原型工事的数值模拟结果分析  60-68
    4.3.2 消能层在覆土上部的原型工事的数值模拟结果分析  68-75
    4.3.3 消能层在覆土下部的原型工事的数值模拟结果分析  75-82
  4.4 数值模拟结果综合分析  82-86
  4.5 消能层的尺寸大小对原型工事抗爆性能影响的分析  86-95
    4.5.1 采用小尺寸消能层原型工事发生的结构变形  86-88
    4.5.2 采用小尺寸消能层原型工事上各点的受力与变形分析  88-93
    4.5.3 采用小尺寸消能层原型工事数值模拟结果分析  93-95
结论与建议  95-98
致谢  98-99
参考文献  99-103
攻读硕士期间发表的论文  103

浅埋地下防护结构抗爆性能的研究

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