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爆炸荷载作用下双线隧道的动力响应研究
| 论文题名： | 爆炸荷载作用下双线隧道的动力响应研究 |
| 关键词： | 双线隧道;有限元;爆炸荷载;动力响应 |
| 摘要： | 目前，开发并利用地下空间已成为我国基础设施的重要组成部分。在城市地铁、地下商业空间、综合管廊和军事人防工程中，为了防止各种生产事故、施工事故或恐怖袭击引起的意外爆炸，地下结构应具有足够的防爆抗爆能力。因此，研究地下结构在各种内爆作用下的动力响应对于地下工程的设计、施工和抗爆研究具有重要的理论意义和工程指导意义。本文基于LS-DYNA动力有限元分析软件，采用流固耦合算法对单侧隧道内爆炸荷载作用下双线隧道的动力响应进行了较为深入的研究，主要研究工作包括以下几个方面: (1)研究了爆炸冲击波在自由大气中的形成、传播和反射，分析了爆炸冲击波的自由传播过程及其对地面建筑物的影响。针对自由大气中爆炸的情况，在二维模型中计算爆炸荷载作用下空气自由场中各表征点处的超压峰值，与经验计算公式结果进行对比分析。 (2)材料模型是进行数值模拟的基础和重点，本文介绍了炸药和空气材料本构模型和状态方程中各参数的意义和取值以及混凝土HJC本构模型的原理和参数的确定方法。 (3)本文的研究重点是基于流固耦合算法，采用LS-DYNA软件建立了炸药—空气—双线隧道—围岩与土体的二维耦合体系模型，分析了单侧隧道内爆炸荷载作用下双线隧道的动力响应;实现了冲击波在左侧隧道内的多次反射及其对相邻隧道动力响应的模拟，以及爆炸冲击波传播及其与结构相互作用的整个动态过程的模拟。 (4)对单侧隧道内爆炸作用下双线隧道的动力响应进行了参数研究，研究不同炸药当量、隧道间距、围岩等级和起爆位置对内爆隧道毁伤效应及相邻隧道动力响应的影响;提出了一种采用阻尼参数近似模拟围岩中裂隙、节理和不连续面等的数值模拟新方法，该方法在同类抗爆研究中基本未见。 本文相关研究成果可作为同类隧道抗爆问题研究及工程问题分析参考借鉴。 |
| 作者： | 徐凯 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 庞苗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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