爆炸冲击下水底隧道的动态响应及毁伤模式研究 被引量：10

1

作者 杨广栋 王高辉 +4 位作者 李麒 陆春华 卢文波 周俊汝 赵金帅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期150-158,共9页

考虑炸药起爆、冲击波传播、冲击波与结构的相互作用以及结构的动态响应等复杂过程,基于Lagrange-Euler耦合算法,建立了水底隧道水下爆炸的全耦合数值仿真模型。通过与爆炸试验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性;研究了水下爆炸冲击... 考虑炸药起爆、冲击波传播、冲击波与结构的相互作用以及结构的动态响应等复杂过程,基于Lagrange-Euler耦合算法,建立了水底隧道水下爆炸的全耦合数值仿真模型。通过与爆炸试验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性;研究了水下爆炸冲击荷载作用下的水底隧道的毁伤破坏过程、空间分布规律及破坏模式。结果表明:水底隧道的破坏模式不仅与隧道自身的动力特性有关,还取决于起爆距离及炸药当量等;隧道的破坏模式为局部冲切或剥落破坏、弯曲破坏伴随着局部剥落破坏以及整体弯曲破坏。 展开更多

关键词 水底隧道 爆炸冲击 动力响应 毁伤模式

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地应力水平对深埋隧洞爆破振动频谱结构的影响 被引量：10

2

作者 杨润强 严鹏 +2 位作者 王高辉 卢文波 陈明 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期116-127,共12页

爆破振动的频谱特性对隧洞安全施工具有重要意义。采用动力有限元方法,分析了不同地应力水平条件下围岩爆破振动频率特征,通过对实测爆破振动信号的时域和频域联合分析,研究了不同频带上的振动能量分布。结果表明,爆破振动的主频及各个... 爆破振动的频谱特性对隧洞安全施工具有重要意义。采用动力有限元方法,分析了不同地应力水平条件下围岩爆破振动频率特征,通过对实测爆破振动信号的时域和频域联合分析,研究了不同频带上的振动能量分布。结果表明,爆破振动的主频及各个振动能量优势频带都有随地应力水平升高而降低的趋势,伴随爆破破岩过程而发生的地应力瞬态卸载动力效应是产生这一现象的主要原因。地应力水平越高,爆破振动信号中20～100 Hz的低频振动能量比重越大。当爆区的地应力为20 MPa时,20～100 Hz频带内的振动能量可达到总振动能量的35%左右;当爆区的地应力为30～50 MPa时,20～100 Hz频带内的振动能量可达到总振动能量的50%以上。除地应力水平外,应力卸载速率及岩体的力学特性也对爆破振动主频具有显著影响,卸载速率越高,低频振动能量比重越大。卸载速率取决于掏槽爆破方式,直孔掏槽导致岩体应变能释放速率最高。岩体弹性模量越大,爆破振动的主频越高。 展开更多

关键词 地应力水平 深埋隧洞 爆破振动 能量分布 频谱分析 小波分析

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侵彻与爆炸联合作用下混凝土靶体的毁伤效应分析 被引量：9

3

作者 杨广栋 王高辉 +4 位作者 卢文波 金旭浩 严鹏 陈明 李麒 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3284-3292,共9页

考虑弹体侵彻、爆炸高加载率下混凝土的应变率效应,首先采用SPH-Lagrange算法建立弹体高速侵彻耦合模型,研究高速钻地制导炸弹的侵彻毁伤过程及其破坏特征;同时采用SPH算法建立考虑初始侵彻损伤的内部爆炸耦合模型,对比分析弹体侵彻与... 考虑弹体侵彻、爆炸高加载率下混凝土的应变率效应,首先采用SPH-Lagrange算法建立弹体高速侵彻耦合模型,研究高速钻地制导炸弹的侵彻毁伤过程及其破坏特征;同时采用SPH算法建立考虑初始侵彻损伤的内部爆炸耦合模型,对比分析弹体侵彻与爆炸联合作用和弹体直接内部爆炸这2种条件下的混凝土毁伤特征,探讨钻地制导炸弹的初始侵彻损伤对混凝土内部爆炸毁伤破坏过程的影响。研究结果表明:高速弹体的侵彻只造成混凝土结构的局部损伤;在侵彻与爆炸联合作用下,混凝土结构将发生严重破坏。初始侵彻毁伤对混凝土内部爆炸的毁伤机理有重要影响。 展开更多

关键词 弹体侵彻 内部爆炸 毁伤机理 毁伤特征

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大坝抗爆性能评估研究进展 被引量：9

4

作者 陈叶青 吕林梅 +1 位作者 王高辉 卢文波 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期9-19,共11页

高坝大库由于其显著的社会影响和军事价值,无疑成为恐怖爆炸和局部战争的重点袭击目标。流域梯级电站的抗爆防护问题更加显著,某级水电工程失事将引起次生洪水灾害等连锁反应。文章回顾世界范围内遭受爆炸袭击的大坝,并从大坝抗爆试验... 高坝大库由于其显著的社会影响和军事价值,无疑成为恐怖爆炸和局部战争的重点袭击目标。流域梯级电站的抗爆防护问题更加显著,某级水电工程失事将引起次生洪水灾害等连锁反应。文章回顾世界范围内遭受爆炸袭击的大坝,并从大坝抗爆试验和数值分析方法等方面论述大坝抗爆安全评估亟待解决的关键科学问题和技术难题,系统分析不同爆炸打击方式下的高坝抗爆安全评估理论与方法,包括爆炸冲击波传播、多介质瞬态耦合作用机制、高应变率动态损伤本构模型、不同爆炸打击下的大坝爆炸毁伤效应以及不同坝型的抗爆性能等内容,最后提出高坝抗爆防爆研究的战略目标和重点研究方向。 展开更多

关键词 高坝 爆炸冲击 毁伤评估 抗爆性能 恐怖袭击

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高地应力水平对爆破开挖损伤区声波检测及损伤程度评价的影响 被引量：8

5

作者 刘晓 严鹏 +5 位作者 卢文波 陈明 王高辉 宁金华 倪绍虎 刘军 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期115-123,共9页

随着地下工程埋深的不断增加,深部岩体工程中围岩开挖损伤区深度及程度的准确评价逐渐受到深部高地应力场的影响,其影响程度的合理评估成为研究重点。依托某水电站深埋引水隧洞开挖工程,采用应力逐步解除方案,通过在取样区域外围钻设形... 随着地下工程埋深的不断增加,深部岩体工程中围岩开挖损伤区深度及程度的准确评价逐渐受到深部高地应力场的影响,其影响程度的合理评估成为研究重点。依托某水电站深埋引水隧洞开挖工程,采用应力逐步解除方案,通过在取样区域外围钻设形成环形封闭边界的常规取样孔,逐步解除取样区域内岩体应力,并在取样区域内进行钻孔与低应力取芯,继而利用声波检测装置对外围应力解除孔和内部取芯孔周边岩体的损伤程度进行检测,以此获得相同位置岩体在不同地应力条件下的损伤区深度及程度的声波检测结果。同时,结合内、外取芯孔获取的不同应力水平下的岩芯,开展室内试验,基于Hoek–Brown强度经验公式,利用声波波速计算得到相同位置岩体在不同地应力条件下的岩体单轴抗压强度,从而判断不同地应力条件对爆破开挖损伤区声波检测结果及损伤程度评价的影响。研究表明:高应力条件下,常规取样与声波检测法会在一定程度上低估围岩的损伤区深度和损伤程度,同时严重高估岩体单轴抗压强度。当初始应力水平为45 MPa时,围岩损伤区深度和损伤程度大约会被低估约10%~30%;当地应力水平由45 MPa降至30 MPa时,岩体的单轴抗压强度会被严重高估约30%~100%。因此,高地应力水平对爆破开挖围岩损伤区声波检测与评价结果存在明显影响,工程中运用波速指标评价岩体质量必须考虑地应力水平对声波检测的影响,并进行适当修正。 展开更多

关键词 地应力 围岩损伤 声波检测 岩体质量

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混凝土重力坝水下爆炸毁伤快速识别方法研究 被引量：5

6

作者 李麒 王高辉 +2 位作者 卢文波 钮新强 顾冲时 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期46-53,62,共9页

传统的损伤识别技术很难实现混凝土重力坝水下爆炸毁伤位置及范围的快速识别。通过基于Python的ABAQUS二次开发,批量建立不同毁伤状态下混凝土重力坝有限元模型并进行模态分析的批量计算,构造单损伤、两损伤及三损伤时大坝频率数据库。... 传统的损伤识别技术很难实现混凝土重力坝水下爆炸毁伤位置及范围的快速识别。通过基于Python的ABAQUS二次开发,批量建立不同毁伤状态下混凝土重力坝有限元模型并进行模态分析的批量计算,构造单损伤、两损伤及三损伤时大坝频率数据库。利用粒子群(PSO)寻优建立了基于支持向量回归机(SVR)的重力坝毁伤识别模型,并通过大坝频率数据库检验集样本评估该模型的识别精度。考虑不同噪声水平对毁伤识别效果的影响,评估了SVR模型对大坝毁伤识别的抗噪性能。结果表明,通过PSO-SVR模型可以准确识别重力坝毁伤位置及毁伤范围,同时该模型具有良好的抗噪性能。 展开更多

关键词 混凝土重力坝 毁伤识别 粒子群算法(PSO) 支持向量机(SVR) 抗噪性能

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爆炸冲击波在双层地铁站内的传播规律研究 被引量：5

7

作者 舒奕展 王高辉 +2 位作者 卢文波 杨广栋 陈明 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1859-1865,共7页

地铁站为地下封闭空间,发生爆炸往往会带来灾难性的后果,易成为恐怖爆炸袭击的重要目标。为研究地铁站爆炸冲击波传播规律,本文利用AUTODYN软件,对一典型两层两跨地铁站进行了数值模拟,给出了地铁站内部不同时刻的冲击波压力云图,得到... 地铁站为地下封闭空间,发生爆炸往往会带来灾难性的后果,易成为恐怖爆炸袭击的重要目标。为研究地铁站爆炸冲击波传播规律,本文利用AUTODYN软件,对一典型两层两跨地铁站进行了数值模拟,给出了地铁站内部不同时刻的冲击波压力云图,得到了不同爆心距位置的压力时程曲线,研究了不同起爆层、侧墙、结构柱和楼梯对冲击波传播的影响,分析了冲击波超压峰值的衰减规律。计算结果表明,炸药在地铁站内爆炸,其冲击波传播明显异于自由空气中。在爆心距较小位置,有更多持续时间较短的峰值;在爆心距较大位置,压力时程曲线相对平缓。爆炸冲击波在站厅层和站台层的传播存在差异,且受到侧墙、结构柱、楼梯的影响。侧墙使近区冲击波超压明显增大,结构柱让柱间狭长区域的超压峰值出现上下小幅波动,楼梯的存在增强了迎爆面前方一段距离的超压,削弱了背爆面后方的超压。 展开更多

关键词 地铁站 爆炸冲击波 超压 传播规律

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新型支承体系多跨矮塔斜拉桥合龙方案研究 被引量：5

8

作者 罗如登 刘铸 +2 位作者 陈立军 王高辉 李先海 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3286-3293,共8页

为探究新型支承体系多跨矮塔斜拉桥最佳合龙方案,采用Midas Civil对新津河五塔六跨矮塔斜拉桥多种合龙方案(合龙顺序和合龙工艺)进行有限元对比分析,从应力状态、线形、支承体系受力均衡性和成桥索力等方面进行研究。研究结果表明:合龙... 为探究新型支承体系多跨矮塔斜拉桥最佳合龙方案,采用Midas Civil对新津河五塔六跨矮塔斜拉桥多种合龙方案(合龙顺序和合龙工艺)进行有限元对比分析,从应力状态、线形、支承体系受力均衡性和成桥索力等方面进行研究。研究结果表明:合龙顺序对主梁次边跨及中跨成桥线形和合龙高差、次边塔的塔顶位移的影响较大;支承体系受力均衡性受合龙方案的影响较大,主要表现在边墩及次边墩,优化合龙方案可改善支承体系的受力均衡性;本桥最终确定的最佳合龙方案为合龙顺序Z(先合龙中跨)和合龙工艺4(先张拉部分合龙钢束→体系转换→下一个合龙段施工→全桥合龙→张拉全桥剩余合龙钢束),该合龙方案现场实测数据与数值分析结果吻合较好。研究成果可为同类型桥梁提供参考。 展开更多

关键词 支承体系 矮塔斜拉桥 合龙顺序 合龙工艺 体系转换

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水下多弹爆炸打击下混凝土重力坝的累积毁伤效应研究 被引量：5

9

作者 韩华烨 王高辉 +3 位作者 卢文波 陈叶青 吕林梅 严鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第13期172-179,共8页

大坝易遭受水下多弹爆炸打击,水下多弹爆炸打击下大坝的毁伤机制与模式有待深入研究。通过建立水下多弹爆炸打击的混凝土重力坝毁伤效应分析模型,重点讨论了单弹打击、多弹先后打击和多弹同步打击下大坝的动态响应特性和毁伤破坏模式,... 大坝易遭受水下多弹爆炸打击,水下多弹爆炸打击下大坝的毁伤机制与模式有待深入研究。通过建立水下多弹爆炸打击的混凝土重力坝毁伤效应分析模型,重点讨论了单弹打击、多弹先后打击和多弹同步打击下大坝的动态响应特性和毁伤破坏模式,探讨了水下多弹打击对混凝土重力坝累计毁伤效应的影响,揭示了水下多弹爆炸打击下混凝土重力坝的毁伤机制和空间分布特征;同时,提出以开裂深度比作为重力坝水下爆炸毁伤判定指标,建议了混凝土重力坝爆炸毁伤破坏等级,定量评估了水下单弹和多弹打击下混凝土重力坝的毁伤效应。结果表明:单弹打击下大坝主要为轻微毁伤,而多弹打击下大坝发生严重毁伤,且水下多弹先后爆炸打击下毁伤破坏最严重。 展开更多

关键词 混凝土重力坝 水下多弹爆炸 累积毁伤效应 毁伤机制 毁伤指标

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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 被引量：5

10

作者 杨广栋 王高辉 +3 位作者 卢文波 赵小华 严鹏 陈明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期28-37,共10页

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... 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。 展开更多

关键词 输水箱涵 地表爆炸 动力响应 毁伤特征 防护措施

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水下爆炸下高拱坝坝面冲击荷载特性研究

11

作者 黄宇峰 卢文波 +2 位作者 王高辉 王洋 刘杰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期607-618,共12页

确定爆炸荷载是高拱坝抗爆性能评估和抗爆设计的前提。为此,开展了高拱坝水下爆炸模型试验,并结合数值模拟方法,研究了高拱坝水下爆炸冲击荷载特性。以原型拱坝按1∶200缩比设计和制作了拱坝模型,测量了水下爆炸作用下库中以及拱坝表面... 确定爆炸荷载是高拱坝抗爆性能评估和抗爆设计的前提。为此,开展了高拱坝水下爆炸模型试验,并结合数值模拟方法,研究了高拱坝水下爆炸冲击荷载特性。以原型拱坝按1∶200缩比设计和制作了拱坝模型,测量了水下爆炸作用下库中以及拱坝表面的冲击荷载;采用Abaqus软件进行了拱坝水下爆炸数值模拟,结合试验数据验证了数值模拟的可靠性。研究结果表明,高拱坝水下爆炸冲击荷载可分为三个部分:首波爆炸冲击荷载、岸坡反射爆炸冲击荷载以及基底反射爆炸冲击荷载;对于库中起爆工况,高拱坝中心区域受到首波冲击的影响较大,而底部和靠近岸坡的区域则受到反射波的冲击较大,反射波在这些区域引起了较大的速度响应,在高拱坝的抗爆设计以及性能评估中,应考虑反射爆炸荷载的影响。研究成果可为高拱坝抗爆设计以及抗爆性能评估提供参考。 展开更多

关键词 高拱坝 水下爆炸 坝面冲击荷载 反射波 模型试验

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水下双弹爆炸冲击波传播特性研究

12

作者 刘先辉 王高辉 卢文波 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期28-36,共9页

重要涉水建筑物易遭受水下多弹爆炸袭击,水下多弹爆炸和单弹爆炸冲击波特性差异明显。为研究水下双弹爆炸冲击波传播特性,对水下同等质量的单弹和双弹爆炸冲击波的传播过程进行了数值模拟,分析其冲击波传播特性的异同,并探讨了两弹起爆... 重要涉水建筑物易遭受水下多弹爆炸袭击,水下多弹爆炸和单弹爆炸冲击波特性差异明显。为研究水下双弹爆炸冲击波传播特性,对水下同等质量的单弹和双弹爆炸冲击波的传播过程进行了数值模拟,分析其冲击波传播特性的异同,并探讨了两弹起爆距离和起爆当量改变时水下双弹爆炸的冲击波传播特性。研究结果表明:水下双弹爆炸的冲击波传播特性明显不同于水下单弹爆炸;在两弹对称面上,会出现冲击波叠加效应,且水下双弹爆炸是同等质量单弹爆炸冲击波峰值压力的1.43倍左右、比冲量的1.73倍左右;水下双弹爆炸在非对称面上会出现2个波峰,第1个波峰高于第2个波峰。研究结果为水下多弹爆炸冲击波传播特性的进一步研究奠定了基础。 展开更多

关键词 水下爆炸 双弹起爆 峰值压力 比冲量 冲击波传播特性

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考虑初始应力的混凝土重力坝水下爆炸毁伤特性研究 被引量：4

13

作者 王高辉 高政 +2 位作者 卢文波 陈叶青 吕林梅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期133-140,共8页

水下爆炸冲击荷载由于持续时间短、峰值大,对大坝结构的冲击毁伤破坏往往在短时间内完成,故已有的大坝抗爆防护研究中均忽略了大坝初始应力的影响。采用显隐转换技术,实现了大坝初始应力状态从隐式静力分析到显式动力分析的平稳过渡;通... 水下爆炸冲击荷载由于持续时间短、峰值大,对大坝结构的冲击毁伤破坏往往在短时间内完成,故已有的大坝抗爆防护研究中均忽略了大坝初始应力的影响。采用显隐转换技术,实现了大坝初始应力状态从隐式静力分析到显式动力分析的平稳过渡;通过建立考虑初始应力的混凝土重力坝水下接触和非接触爆炸全耦合模型,分析了不同初始应力状态下大坝动态响应特性,分别探讨了重力和静水压力等初始应力对混凝土重力坝水下爆炸毁伤特性的影响,给出了考虑初始应力状态后的大坝水下接触和非接触爆炸毁伤破坏模式。研究结果表明:初始应力会加重坝身冲切破坏,而减轻上游坝面爆炸成坑破坏和坝踵拉伸破坏。 展开更多

关键词 混凝土重力坝 水下爆炸 初始应力 毁伤特性 动态响应

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地铁站突发爆炸人员伤亡评估模型研究 被引量：4

14

作者 余晨 王高辉 +1 位作者 卢文波 舒奕展 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期1273-1280,共8页

地铁站空间封闭,人流密集,突发爆炸下易造成灾难性后果。选取武汉某典型地铁站为例,研究地铁站中突发爆炸时冲击波的传播规律,预测爆炸造成的人员伤亡区域。通过建立地铁站内部空间的流固耦合模型,研究了爆炸冲击波在站厅层的传播过程... 地铁站空间封闭,人流密集,突发爆炸下易造成灾难性后果。选取武汉某典型地铁站为例,研究地铁站中突发爆炸时冲击波的传播规律,预测爆炸造成的人员伤亡区域。通过建立地铁站内部空间的流固耦合模型,研究了爆炸冲击波在站厅层的传播过程及衰减规律,探讨了地铁站内边墙、立柱、电梯井等边界对冲击波传播的影响。以爆炸超压伤害为判据,将地铁站中人员伤亡划分为死亡、重伤、中伤、轻伤和安全等5种伤亡等级。研究了地铁站厅层不同爆炸当量下造成的人员伤亡情况,在空间上划分不同伤亡程度的预测区域,建立了地铁站突发爆炸人员伤亡评估预测的数学模型。研究成果可为地下工程突发爆炸下的应急抢险提供理论和技术支撑,具有重要的理论意义和工程价值。 展开更多

关键词 爆炸冲击波 人体损伤 超压峰值 伤亡区域 安全防护

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触地爆炸下钢筋混凝土柱的空气冲击波与地震波联合毁伤机制

15

作者 孔令魁 陈明 +2 位作者 卢文波 王高辉 舒奕展 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1677-1685,共9页

空气冲击波与地震波联合作用下的建筑物抗爆安全问题是工程爆破和防护工程领域的重要研究课题。为研究空气冲击波和地震波的联合毁伤作用,利用理论分析和数值模拟方法,针对单根混凝土框架结构柱进行了探究,讨论了触地爆炸后柱体的毁伤... 空气冲击波与地震波联合作用下的建筑物抗爆安全问题是工程爆破和防护工程领域的重要研究课题。为研究空气冲击波和地震波的联合毁伤作用,利用理论分析和数值模拟方法,针对单根混凝土框架结构柱进行了探究,讨论了触地爆炸后柱体的毁伤及荷载情况,进一步对地震波的作用和影响柱体毁伤的因素进行了分析。结果表明:触地爆炸发生后,柱体的毁伤形式以弯拉和剪切破坏为主;柱体的毁伤由空气冲击波主导并受地震波影响;地震波对柱的作用受到覆土层类型与饱水程度的影响。 展开更多

关键词 触地爆炸 空气冲击波 地震波 钢筋混凝土柱 毁伤

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高拱坝坝后侵彻爆炸毁伤效应分析

16

作者 王高辉 孔维伟 +2 位作者 卢文波 潘鑫豪 舒奕展 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期853-862,共10页

高拱坝由于具有拱梁受力特性,其坝身往往较薄,而当薄拱坝坝后遭受侵彻爆炸打击时,高拱坝的安全将面临严峻的威胁。采用声固耦合方法模拟库水与大坝-地基动态耦合作用,光滑粒子流体动力学-有限元耦合方法(smoothed particle hydrodynamic... 高拱坝由于具有拱梁受力特性,其坝身往往较薄,而当薄拱坝坝后遭受侵彻爆炸打击时,高拱坝的安全将面临严峻的威胁。采用声固耦合方法模拟库水与大坝-地基动态耦合作用,光滑粒子流体动力学-有限元耦合方法(smoothed particle hydrodynamics-finite element method,SPH-FEM)模拟侵彻内部爆炸及大坝毁伤发展过程,建立了考虑混凝土高应变率效应的库水-坝体-爆炸耦合作用模型,研究了薄拱坝坝后遭受侵彻内部爆炸打击后的毁伤发展过程,探讨了坝后侵彻深度对薄拱坝坝身内部爆炸毁伤特性的影响,揭示了双曲拱坝上、下游几何特征对坝身侵彻爆炸破坏发展过程和毁伤机理。结果表明:高拱坝上、下游面的几何特征对大坝内部爆炸毁伤发展过程具有重要的影响;薄拱坝坝身遭受侵彻爆炸将对大坝安全构成严重威胁,且侵彻高拱坝中部破坏效应最大。 展开更多

关键词 高拱坝 侵彻爆炸 毁伤效应 SPH-FEM 破坏模式

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基于声固耦合法的混凝土重力坝地震响应分析

17

作者 刘奥博 王高辉 卢文波 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1213-1220,共8页

为了探讨库坝相互作用对大坝动态响应的影响,采用声固耦合方法描述强震作用下库水-坝体的动态耦合过程及坝面动水压力分布特征,建立大坝-库水-地基耦合系统的动力响应分析模型,研究了强震作用下坝体的损伤发展过程,通过与实际震害、模... 为了探讨库坝相互作用对大坝动态响应的影响,采用声固耦合方法描述强震作用下库水-坝体的动态耦合过程及坝面动水压力分布特征,建立大坝-库水-地基耦合系统的动力响应分析模型,研究了强震作用下坝体的损伤发展过程,通过与实际震害、模型试验及已有研究成果对比,验证了计算方法的可靠性;同时从大坝位移和应力响应特征及破坏形态等方面对比分析了声固耦合方法和传统附加质量法在模拟库坝相互作用过程时的差异。结果表明:地震动水压力会显著提高大坝的非线性动态响应,采用声固耦合方法可以有效模拟大坝损伤发展过程及坝面动水压力分布特征,相较于附加质量法,采用声固耦合法计算的坝体位移和应力响应结果与破坏形态更加符合实际情况。 展开更多

关键词 重力坝 声固耦合法 附加质量法 地震响应 破坏模式

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混凝土重力坝坝顶侵彻爆炸毁伤特征 被引量：2

18

作者 刘杰 卢文波 +3 位作者 王高辉 舒奕展 陈明 严鹏 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1491-1500,共10页

混凝土重力坝坝顶侵彻爆炸条件下,爆炸应力波在自由面和库水界面产生的反射,影响爆炸能量的传输和混凝土的毁伤破坏效果。考虑冲击波与自由面及结构面的动态耦合相互作用,基于Lagrangian-Eulerian耦合算法,建立重力坝坝顶侵彻爆炸全耦... 混凝土重力坝坝顶侵彻爆炸条件下,爆炸应力波在自由面和库水界面产生的反射,影响爆炸能量的传输和混凝土的毁伤破坏效果。考虑冲击波与自由面及结构面的动态耦合相互作用,基于Lagrangian-Eulerian耦合算法,建立重力坝坝顶侵彻爆炸全耦合模型,研究了坝顶区域侵彻爆炸的冲击波传播特性,探讨了不同侵彻爆炸打击位置下坝顶的毁伤形态,并分析上游库水位对临水面毁伤范围和振动特性的影响,给出了不同工况下坝顶混凝土的毁伤体积和炸药单耗。研究表明:侵彻爆炸打击坝顶部位,坝顶毁伤形态呈现多面爆破漏斗状,坝顶的多自由面边界条件对于混凝土的毁伤破坏具有明显的加强效果;随着上游库水位的上升,上游临水面混凝土的毁伤范围减小。 展开更多

关键词 混凝土重力坝 坝顶 侵彻爆炸 毁伤特性 自由面 上游库水位

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高聚物牺牲包层对钢筋混凝土板的爆炸毁伤缓解效应 被引量：2

19

作者 刘志东 赵小华 +2 位作者 方宏远 王高辉 石明生 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期87-103,共17页

为研究高聚物牺牲包层对钢筋混凝土结构的爆炸毁伤缓解效应,开展了带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板的接触爆炸试验,同时设置了普通钢筋混凝土板作为对照组,对比分析了高聚物牺牲包层对钢筋混凝土板毁伤特征的影响。此外,运用AUTODYN软件... 为研究高聚物牺牲包层对钢筋混凝土结构的爆炸毁伤缓解效应,开展了带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板的接触爆炸试验,同时设置了普通钢筋混凝土板作为对照组,对比分析了高聚物牺牲包层对钢筋混凝土板毁伤特征的影响。此外,运用AUTODYN软件建立了现场爆炸试验的SPH-FEM耦合模型,通过与试验结果的对比,验证了所建耦合模型的可靠性。在此基础上,通过参数敏感性分析,探究了炸药量和高聚物牺牲包层密度、厚度对带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板毁伤特性以及吸能特性的影响。结果表明:接触爆炸下,高聚物牺牲包层能够有效地分散爆炸荷载,缓解爆炸荷载对钢筋混凝土板的冲击作用,具有良好的防护性能;药量在一定范围内增大时,高聚物牺牲包层依然能维持较高的吸能水平,增大包层密度和厚度有利于增强高聚物牺牲包层的吸能特性,包层厚度的变化会造成被保护钢筋混凝土板毁伤模式的改变。 展开更多

关键词 高聚物 牺牲包层 钢筋混凝土板 接触爆炸 毁伤特征

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大体积混凝土水下接触爆炸破坏分区特征分析 被引量：1

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作者 蒋宏杰 卢文波 +2 位作者 王高辉 刘义佳 王洋 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期13-27,共15页

为探究大体积混凝土水下接触爆炸破坏分区特征,基于水中爆炸冲击波与混凝土的相互作用过程分析,建立了综合考虑爆炸冲击波冲击破碎和爆轰产物准静态压拉致裂机制的混凝土爆炸破坏分区计算方法,并与有限元数值模拟和试验实测数据开展对... 为探究大体积混凝土水下接触爆炸破坏分区特征,基于水中爆炸冲击波与混凝土的相互作用过程分析,建立了综合考虑爆炸冲击波冲击破碎和爆轰产物准静态压拉致裂机制的混凝土爆炸破坏分区计算方法,并与有限元数值模拟和试验实测数据开展对比验证。结果表明:与空中接触爆炸相比,水对爆轰产物膨胀起抑制作用,使得爆炸荷载持时增加、作用于周围介质的冲量增大;采用建议的环向压碎判据计算破碎区,并将开裂区分为动态压裂、准静态压裂和准静态拉裂区的计算方法能够很好地预测混凝土水下接触爆炸破坏分区范围;炸药类型和起爆水深一定时,混凝土的抗拉强度和抗压强度比对开裂区范围起重要影响。 展开更多

关键词 水下爆炸 混凝土 接触爆炸 破坏机制 破坏分区

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