泡沫混凝土回填层在地下复合结构中的抗爆特性分析

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1、第36卷第6期四川建筑科学研究2010年12月SichuanBuildingScience135泡沫混凝土回填层在地下复合结构中的抗爆特性分析张斌，许金余，李乐，林伟。(1．空军工程大学工程学院机场建筑工程系，陕西西安7100382．西北工业大学力学与土木建筑学院，陕西西安710072；3．沈空后勤部机场营房处，辽宁沈阳110162)摘要：泡沫混凝土材料具有减振和吸收冲击能量的特点。应用ANSYS／LS—DYNA有限元程序对地下复合结构在爆炸荷载作用下的动力响应进行了数值模拟，分析了泡沫混凝土减振层对结构动力响应特性的影响。计算结果表明，泡沫

2、混凝土减振层能够明显减小结构的动力响应；泡沫混凝土减振层的最佳厚度为毛洞半径的0．25倍左右。关键词：地下复合结构；动力特性；泡沫混凝土；数值模拟中图分类号：TU528．2文献标识码：A文章编号：1008—1933(2010)06—135一O4AnalysisofantidetonationalpropertyoffoamconcretebackfilllayersinundergroundcompoundstructureZHANGBin，XUJinyu，LILe，LINWei(1．DepartmentofAirfieldandBuildi

3、ngEngineering，AirForceEngineeringUniversityEngineeringCollege，Xi’an710038，China；2．CollegeofMechanicsandCivilArchitecture，NorthwestPolytechnicUniversity，Xi’an710072，China；3．OfficeofAirfieldandBarracks，DepartmentofShenAirForceLogistics，Shenyang110162，China)Abstract：Foamconcre

4、tecanreducevibrationandabsorbimpactenergy．DynamicresponsesofundergroundcompoundstructureunderblastingloadswerenumericallysimulatedbyapplfingANSYS／LS—DYNA，afectionof~4brationreducinglayerofthefoamconcreteonthedynamicresponsepropertyofstructurewereanalyzed．Thefinalresultshows

5、thatthedynamicresponseofstructureCanbereducedbyvibrationreducinglayerofthefoamconcrete．Thebestthicknessofvibrationreducinglayerofthefoamconcreteisabout25percentofradiusofsurroundingrock．Keywords：undergroundcompoundstructure；foamconcrete；numericalanalysis击能量吸收能力。关于柔性夹层厚度对地下复

6、合结0前言构动力响应的影响，文献[2]通过有限元计算，认为在地下工程抗爆结构的选型方面，为了发挥结衬砌结构与柔性夹层厚度的最佳比值约为1／3．3。构的弹塑性变形能力，增加结构的承载能力，使结构Bates通过试验研究，研究了柔性夹层厚度与衬砌体系在瞬时爆炸荷载作用下能够吸收更多的冲击能半径的最佳比值，认为其在0．3～0．5之间为结构动量，往往在两层结构中问夹一层刚度很小的弹塑性力响应特性最优比值。因此，本文应用泡沫混凝土材料，即采用带软回填层的复合结构体系。对于作为回填层材料，并将其铺设于结构和岩石层之间，带有软回填层的地下复合结构抗动载性能，

7、人们进利用ANSYS／I_S—DYNA有限元技术对地下复合防护行了一些理论和实验研究。方秦等用有限元法研究结构在爆炸荷载作用下的动力响应进行了数值分了不同厚度、不同波阻抗回填层对复合结构动力特析。性的影响；骆文海就几种圆形结构，其中包括有1作用机理软回填层的复合结构进行了动力实验研究j。复合结构的高抗爆性能呈现出良好的应用前董永香等对含泡沫混凝土的多层介质应力景，而泡沫混凝土材料具有很高的阻尼减振和冲波传播实验研究指出，对于波阻抗不匹配程度较大的组合介质，会造成相邻介质之间在达到平衡前需要进行多次的反射和透射。这说明介质越不匹配，收稿日期：2

8、009-03—30作者简介：张斌(1980一)，男，湖北枝江人，博士研究生，主要从事在多层介质中的反射和透射次数越多。如花岗岩、机场防护工程研究。泡沫混凝土、钢筋混