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第1章 绪论1

1.1研究背景1

1.2国内外研究现状与进展4

1.3本书主要内容7

第2章 炸药爆炸当量的估算方法9

2.1现场作用痕迹估算法9

2.1.1按爆炸产物起始作用痕迹估算炸药当量9

2.1.2按爆炸产物抛掷作用痕迹估算炸药当量10

2.1.3按爆炸产物极限作用痕迹估算炸药当量10

2.2峰值超压估算法11

2.2.1已有破坏伤害数据分析11

2.2.2爆炸荷载的确定13

2.2.3爆炸当量的确定17

2.3数值模拟估算法20

2.4爆炸相似模型试验法21

2.5质点振动估算法22

第3章 地铁隧道爆炸冲击反应数值计算模型27

3.1动力分析软件LS-DYNA简介27

3.2流固耦合分析29

3.2.1 Lagrange算法29

3.2.2 Euler算法29

3.2.3 ALE算法30

3.2.4 Euler-Lagrange耦合算法33

3.3地铁隧道数值计算模型34

3.4材料模型35

3.4.1高能燃烧模型35

3.4.2空气材料模型36

3.4.3土材料模型37

3.4.4混凝土材料模型37

第4章 地铁隧道内爆炸冲击波的传播规律39

4.1密闭结构内爆炸产生的超压作用39

4.1.1爆炸问题的分类39

4.1.2爆炸波的形成41

4.1.3内爆炸的超压问题41

4.1.4冲击波的传播规律41

4.2爆轰波的C-J理论43

4.2.1基本方程43

4.2.2 C-J条件44

4.3冲击波的反射47

4.3.1正反射47

4.3.2斜反射48

4.4冲击波传播的数值计算分析49

4.4.1冲击波在地铁区间隧道内的传播过程49

4.4.2不同工况下的压力时程曲线54

4.4.3理论公式计算81

4.4.4冲击波对人员的损伤82

4.4.5最大超压沿纵向距离的衰减规律83

4.4.6冲击波到达各测点的时间84

第5章 爆炸荷载作用下地铁隧道的冲击反应87

5.1应力波的分类87

5.2土中爆炸的特性89

5.2.1无限界土体中的爆炸特性89

5.2.2有自由表面的土体中的爆炸特性90

5.3数值计算结果分析90

5.3.1 10kgTNT炸药作用下的动力响应90

5.3.2 20kgTNT炸药作用下的动力响应100

5.4两种工况计算结果的对比分析112

5.4.1衬砌的速度和加速度变化情况112

5.4.2对断面位移的影响113

5.4.3对周围土体的影响113

第6章 地铁车站内爆炸冲击波的传播规律和动力响应115

6.1材料模型及状态方程116

6.1.1炸药燃烧模型116

6.1.2空气材料模型及状态方程117

6.1.3衬砌材料模型119

6.1.4周围土体材料模型120

6.2地铁车站模型的确定121

6.3 LS-DYNA与流固耦合算法122

6.3.1 ANSYS/LS-DYNA程序的使用方法122

6.3.2流固耦合分析123

6.4爆炸冲击波在地铁车站内的传播规律125

6.4.1爆炸冲击波的传播过程125

6.4.2不同参考点的压强时程曲线132

6.5爆炸冲击波作用下地铁车站的动力响应139

6.5.1顶板和地面参考点速度和加速度时程曲线139

6.5.2侧壁参考点速度和加速度时程曲线144

第7章 地铁结构抗爆防护技术151

7.1建筑物抗爆防护研究151

7.1.1爆炸荷载作用下建筑物的防护等级152

7.1.2防护距离的确定153

7.1.3爆炸荷载的预测154

7.2建筑物的抗爆防护措施155

7.3地铁车站抗爆防护技术157

7.3.1地铁车站抗爆防护的特点157

7.3.2外包钢防护技术159

7.3.3外包钢抗爆防护案例分析160

7.4地铁隧道抗爆防护技术161

7.4.1泡沫金属的特性161

7.4.2泡沫铝的特性162

7.4.3泡沫铝在地铁隧道抗爆防护中的应用162

参考文献167