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桥塔附近油罐车火灾和爆炸联合作用下斜拉桥动力响应: 2023年; 首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了一座双塔钢斜拉桥三维空间有限元模型,分析了桥塔附近油罐车火灾单独作用下斜拉桥的温度分布特征和结构响应;其次,验证了综合考虑高温软化效应和高应变率效应的钢材本构模型可靠性,分析了桥塔附近火灾和爆炸联合作用下斜拉桥关键构件的局部破坏特征和桥梁整体位移响应;第三,研究了燃烧时间和爆炸当量对桥塔在火灾下抗爆性能的影响;最后,分析了桥塔在火灾和爆炸联合作用下的倒塌过程。研究结果表明:由于热膨胀效应,火灾在短时间内便可导致桥塔等受压构件的应力迅速增大;火灾初期,桥塔受火侧产生远离火灾方向的侧向位移,随着火灾继续发展,桥塔受火侧的承载力逐渐下降,桥塔受火侧的侧向位移逐渐向火灾方向发展,最大达到了0.21 m;火灾燃烧时间越长或爆炸当量越大,桥塔在火灾爆炸作用下产生的局部破坏越严重;合理布置横隔板可有效提高桥塔的抗爆性能;火灾和爆炸联合作用下,桥塔整体产生朝向爆炸源方向的侧向位移,随着燃烧时间延长,桥塔在爆炸荷载下产生的侧向位移逐渐增大。; 田力田力朱劲松朱劲松; 关键词：火灾斜拉桥桥塔有限元分析

地铁车站站台柱抗爆性能及其优化设计被引量：2: 2013年; 地铁车站的整体抗爆安全性能与其站台柱抗爆能力的大小密切相关.为此,从截面选择、轴压比的确定、箍筋形式及配筋率等方面对站台柱的抗爆性能进行了系统研究,并提出优化设计方法.研究结果表明:在对地铁车站站台柱进行抗爆设计时,截面形状宜采用圆形;增大箍筋直径或提高纵筋配筋率都不能显著提高钢筋混凝土柱抗爆性能,减小箍筋间距对提高柱子的抗爆能力具有明显的效果;针对圆柱提出改善其抗爆性能的箍筋配置方法;提出了站台柱合理安全防护距离的概念,并针对典型地铁车站给出建议值.; 李忠献曲树盛师燕超丁阳; 关键词：地铁车站抗爆性能优化设计

冻融循环后混凝土的静动力特性试验研究: 2013年; 针对冻融循环后混凝土的静态力学特性已进行了广泛研究，然而其动态力学性能研究尚未见报道。首先采用快速冻融方法，对1组混凝土试件分别进行了0、40、80、120、150、180、210、240、270、300次冻融循环试验，然后利用电子万能试验机和SHPB试验装置，进行了受冻融循环作用试件的抗压性能和动态冲击性能试验，得到了混凝土抗压强度随冻融循环次数和应变率的变化规律。试验表明，冻融循环对混凝土的静态抗压强度具有显著影响，但对试验中混凝土的动态抗压强度未见明显影响。; 张亚栋田杨陈力; 关键词：混凝土冻融循环 SHPB 应变率效应抗压强度

混凝土率相关单轴塑性损伤本构的开发及应用: 2014年; 为了对爆炸作用下钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)构件动力响应进行简化分析,需要合理描述混凝土和钢筋的应变率效应,而LS-DYNA中缺乏能够考虑混凝土应变率效应的单轴本构模型,因此,结合Faria单轴塑性损伤模型,通过黏性规则化方法调整率无关模型的损伤阈值演化律以考虑应变率效应,并利用LS-DYNA将该模型编制为用户材料子程序VUMAT.以单个单元测试了高应变率下材料的基本性能;基于纤维模型模拟了RC梁在爆炸、冲击作用下的动力响应.结果表明:该本构模型能反映混凝土受拉应变率效应高于受压应变率效应的事实,同时也能较准确地模拟爆炸与冲击作用下RC梁的动力响应.; 钟波李忠献; 关键词：混凝土应变率 LS-DYNA

钢框架在冲击波和破片复合作用下的破坏倒塌机理被引量：1: 2021年; 为了探究钢框架在近爆冲击波和预制破片群复合作用下的抗爆抗倒塌性能,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行模拟爆炸分析。首先,对钢框架的梁柱节点进行分离式建模;然后,在炸药表面张贴预制破片,实现冲击波和破片的复合,得出冲击波、破片单独作用以及二者复合作用时对钢框架的不同破坏规律;最后,运用变参分析研究冲击波和破片复合作用下,钢柱的不同迎爆面、钢材强度以及节点排布形式等因素对结构的影响。研究结果表明:冲击波与破片复合作用下钢框架的破坏程度更严重;炸药正对翼缘面起爆时,对结构的破坏程度远远小于正对腹板面的破坏程度,应重点防护正对钢柱腹板面的起爆;钢材强度的选择适当即可,钢材强度过高并不能显著提高抗爆性能;炸药离地面高度越低,距螺栓节点域越远,节点域的破坏程度越低,结构越不容易倒塌;当比例距离保持不变时,随着炸药量增大,结构的破坏程度提高;高强度摩擦型螺栓的数量以及排布方式也会影响框架的抗爆抗倒塌性能,螺栓数量越多越安全,并应根据螺栓数量合理选择排布方式。; 田力仇凯许凤霖; 关键词：冲击波破片钢框架

近爆冲击波和破片复合作用下混凝土空心砌块墙防护技术研究被引量：4: 2019年; 为探究在不同冲击波和破片复合荷载作用下混凝土空心砌块填充墙的损伤特征和防护技术,通过ANSYS/LS-DYNA软件建立了混凝土空心砌块填充墙各部件、破片和炸药的模型,得到了比例距离、破片尺寸、起爆点对墙体的位移响应的影响以及在聚脲弹性体与钢丝网共同加固条件下墙体所能承受的极限炸药质量和较为经济的防护厚度.结果表明:通过与试验对比验证,本文的研究方法是可靠的;在近爆冲击波和破片复合作用的条件下,比例距离不能作为判定墙体受损严重程度的依据;同等质量下,减小破片尺寸使墙体破坏加重;改变起爆点对墙体破坏程度的影响微弱;在增加防护后,墙体抗爆性能明显加强,采用5 mm聚脲弹性体和钢丝网加固的墙体在炸药距离1.2 m时的能够抵抗的等效TNT炸药质量在8.296 kg和11.376 kg之间;当炸药距离为1.2 m,等效TNT炸药质量为2.4568 kg时,较为经济的防护手段是聚脲弹性体厚度和钢丝网钢丝直径均为3 mm.本文成果可为混凝土空心砌块填充墙抗爆性能及其防爆技术的研究提供重要参考.; 田力王若晨; 关键词：冲击波破片

破片与冲击波复合作用下预应力混凝土T形梁损伤分析: 2021年; 基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了预应力钢筋混凝土T形梁、炸药和破片的数值模型,并探究其承受冲击波-破片复合作用时的动态响应及损伤,对研究方法的有效性进行了试验对比验证.分析了冲击波、破片群单独作用及二者复合作用下T形梁损伤和位移响应的异同.运用参数化分析方法,研究张拉控制应力、纵筋配筋率、非加密区箍筋配箍率、混凝土抗压强度、炸药比例距离及爆心位置等因素对T形梁损伤效应的影响,结果表明:随着张拉控制应力、纵筋配筋率及非加密区箍筋配箍率的增加,T形梁的抗爆性能呈现非线性增强;混凝土抗压强度对T形梁抗爆性能增强效果不明显;比例距离相同时,炸药质量比爆心到梁表面距离对梁的毁伤效果影响更为突出,炸药质量越大,T形梁毁伤越严重;当爆心偏离T形梁面正上方时,梁跨中底面横桥向上各点位移峰值从靠近爆心一侧向远离爆心一侧,近似呈均匀增加;爆心偏离中心点距离越小,梁跨中底面位移动态响应越大.; 田力王赛; 关键词：冲击波数值模拟

钢管混凝土柱-预应力混凝土梁T形节点抗震性能研究被引量：6: 2015年; 以某地下空间结构中采用的新型钢管混凝土柱-预应力混凝土梁T形节点为研究对象,采取低周往复拟静力试验与数值模拟相结合的研究方法,对节点延性、刚度、承载力及耗能能力进行分析。结果表明:该类节点具有良好的延性、承载力及耗能能力。在大震设计位移需求下,节点核心区剪切变形较小,未发生破坏。有限元分析结果与试验结果吻合较好。; 丁阳刘晨李宁李宁; 关键词：钢管混凝土柱抗震性能延性耗能能力

Mitigation of blast loadings on structures by an anti-blast plastic water wall: 2016年; Seven in-situ tests were carried out in far field to study the blast mitigation effect of a kind of water filled plastic wall. Test results show that the mitigation effect of water filled plastic wall is remarkable. The maximum reduction of peak reflected overpressure reaches up to 94.53%, as well as 36.3% of the minimum peak reflected overpressure reduction in the scaled distance ranging from 1.71 m/kg1/3 to 3.42 m/kg1/3. Parametric studies were also carried out. The effects of the scaled gauge height, water/charge scaled distance(the distance between the explosive charge and the water wall), water wall scaled height and water/structure scaled distance(the distance between the water wall and the structure) were systematically investigated and compared with the usual rigid anti-blast wall. It is concluded that these parameters affect the mitigation effects of plastic water wall on blast loadings significantly, which is basically consistent to the trend of usual rigid anti-blast wall. Some formulae are also derived based on the numerical and test results, providing a simple but reliable prediction model to evaluate the peak overpressure of mitigated blast loadings on the structures.; 张力陈力方秦张亚栋; 关键词：爆炸荷载冲击荷载作用

爆炸波与破片联合作用下砌块墙的损伤和防护被引量：1: 2019年; 基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了混凝土空心砌块填充墙、破片和炸药的模型,并对其在由爆炸驱动的破片和由爆炸产生的冲击波作用下的损伤进行了数值模拟.分析了单独冲击波作用、单独破片作用及二者复合作用下混凝土空心砌块填充墙位移响应的差异,探究了不同砌块强度、空心砌块壁肋比、砂浆强度和钢丝网网格密度对混凝土空心砌块填充墙的位移响应的影响.给出了聚脲弹性体、聚脲弹性体与钢丝网联合加固二者加固效果的比较.结果表明:通过与试验对比验证,建模方式是可靠的;在破片和冲击波复合作用下,混凝土空心砌块填充墙的位移比二者线性叠加的位移更大;提高砌块强度等级、提高空心砌块的壁肋比对墙体抗爆有利;改变砂浆强度对墙体抗爆的影响微弱;加密钢丝网网格可显著提高其防护效果.; 田力王若晨; 关键词：冲击波破片

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国家自然科学基金(51238007)

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