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埋地管道爆炸对水泥混凝土道路的毁伤效应
| 论文题名： | 埋地管道爆炸对水泥混凝土道路的毁伤效应 |
| 关键词： | 埋地压力管道;爆炸荷载作用;水泥混凝土道路;毁伤效应;SPH-Lagrange耦合算法 |
| 摘要： | 埋地压力管道的爆炸将可能导致严重的人员伤亡和巨大的财产损失。研究埋地管道爆炸毁伤效应，对建立地下管网的安全风险评估指标体系和确立安全防护规范具有重要的参考意义。本文采用SPH(SmoothedParticleHydrodynamics)算法和SPH-Lagrange耦合算法对地下管道爆炸荷载作用下水泥混凝土道路的毁伤效应进行数值仿真研究，研究内容及结论如下: (1)模拟水泥混凝土道路内部裸装炸药爆炸的现象，分析了漏斗坑的形成过程与应力波的传播规律，得到相应的累积损伤图、速度时程曲线、压力时程曲线。与文献中的实验结果相比，验证了SPH-Lagrange耦合方法的可行性和计算结果的正确性。 (2)模拟爆炸源在管道内爆炸的情况，分析了管道对爆炸冲击波传播的影响。研究表明，管道对内部爆炸冲击波压力有增强的效果，但管壁的破裂同时消耗爆炸能量，对管道周围土介质的冲击破坏程度视具体管壁厚度、药包当量等参数而定。 (3)模拟爆炸源在管道内部爆炸对水泥混凝土道路的毁伤形态。管道周围砂土介质沿管道轴向呈锥形腔的形态，混凝土面层的毁伤终态呈纺锤形，而破坏前损伤区呈环形扩展。结合对累积损伤图、速度时程曲线和压力时程曲线的分析得到，道路面层最先破坏的位置不是离管道内起爆中心最近的点，而是沿冲击波传播方向与管壁最先破坏点相对的位置。 (4)模拟不同埋深情况下，管道爆炸对水泥混凝土路面的毁伤效应。当埋深较浅时，道路面层沿管道轴向的毁伤范围较大。面层观测点的压力峰值随埋深的增大基本呈现“小—大—小—大—0”的变化趋势，研究表明足够深度的埋深将有效减小管道爆炸对路面的毁伤破坏作用。 |
| 作者： | 张楠 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐志洪;王加和 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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