文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
爆炸作用下曲墙式黄土隧道的动力响应研究
姓名:苏佳轩
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:程选生
20100421
摘要随着我国经济的飞速发展以及西部大开发战略实施的不断深入,隧道广泛地应用于西部黄土地区,如大量的铁路和公路隧道、大型埋地管道工程以及各种地近年来,恐怖袭击频出不穷,造成大量建筑物及构筑物绯鞘械靥⒌叵隧道及埋地管道等顾推苹担死嗌筒撇斐闪司薮蟮乃鹗В踔炼人们的心理产生了不可避免的冲击作用。因此,对此类结构在爆炸、冲击等作用下的响应以及防爆技术等问题的研究备受关注。针对上述情况,通过建立黄土隧道动力分析有限元的整体式模型,综合考虑非线性动力方程的求解方法、材料模型的选取、爆炸冲击波的输入方法、收敛性及流一固耦合效应的实现因素,利用显式动力有限元程序疞瓺数值模拟,、、、、、,分析了爆炸冲击作用下黄土隧道的动力响应问题,从而为比较系统地研究黄土隧道的动力响应,找出爆炸动力作用下的力学规律、隧道薄弱部位及最容易失效的单元和结点提供了一种有效途径,并为隧道、地铁以及大型枢纽工程的抗爆设防设计提供了参考依据。关键词:爆炸作用;黄土隧道;曲墙式;动力响应。下洞室。这类结构除了受到静力荷载的作用的同时,还会受到偶然或人为引起的爆炸冲击作用。硕二学位论文
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劳修吁僻兰七茅未跻⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤期少/晔律偃兰州理工大学学位论文原创性声明飘≯荒只≥学位论文版权使用授权书期:夕。『口年‘月乒本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒉槐C艽住朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉皏”导师签名:、一
第一章绪论研究背景和意义放的巨大能量易造成周围建筑物的严重破坏甚至倒塌【,这种结构变形和周围空气为了很好地控制爆炸的破坏作用,不仅要充分研究爆炸机理,而且还要考虑爆炸所处的介质环境。爆破机理的研究一方面是对爆炸生成气体的状态进行研究,另一方面是对炸药爆炸冲击作用下介质的动力响应的研究,这些是都是深入揭示爆炸基本规律的重要途径。由于我国黄土分布广泛,黄河中游的陕西和甘肃大部分地区,山西南部、河南西部地区到甘肃祁连山脉的东端为我国黄土和湿陷性黄土的主要分布区,河北、山东、内蒙古、东北、青海、新疆也有分布,全方公里之多,即全国土地面积约ザ嘉;仆痢9随着我国经济建设的飞速发展及新一轮城市交通设施的建设和改造,地铁和过街隧道工程等愈来愈多,极大地改善了人民的生活条件以及交通出行环境。但由于受国际不安定环境的影响,爆炸活动层出不穷、恐怖袭击愈演愈烈,相邻建筑的爆炸、周围地面上的爆炸等对地下工程的影响愈来愈明显;对国民经济具有战略意义铁路及公路隧道,受到人为爆炸及战争爆炸所引起的环境振动及破坏的可能性也愈来愈大。尤其是随着现代社会城市地铁隧道、政府大楼和大型公共建筑物等遭恐怖爆炸袭击不断增多,给社会造成巨大的生命财产损失。例如:年掳屠璧靥馐芸植婪葑铀5恼ǖǎ斐啥嗳怂郎耍月莫斯科地铁遭受恐怖爆炸袭击而发生破坏;年侣锥囟啻Φ靥痹馐鼙ǹ怖袭击,造成重大的毁坏和人员伤亡,这种邪恶恐怖袭击活动造成了极大的经济损失和社会恐慌。因此,对地下结构进行抗爆安全性评价和防护措施研究已变得愈来愈迫切,而本课题研究爆炸作用下黄土隧洞的动力响应及其防爆对策同时相应的研究也是岩土工程界的重要研究课题之一,因此,在各种突发性强烈爆炸冲击作用下,如何最有效地防护各种建筑物及其构件免遭严重破坏,最大限度地降低生命和财产损失,已经成了一项重要而现实的研究课题。因此,本课题的研究具有越来越重要的现实意义。由于爆炸作用的特殊性,实地测量和试验模型都具有一定局限性,所以不论是从经济的角度,还是从安全的角度来说,有限元仿真模拟分析就成了解决此问题的关键所在。许多学者采用非线性动力有限元程序对水下、地下结构和军事工爆炸是在非常短的时间内以高速、高压的冲击波作用于周围物体,在瞬间释间的相互作用