水下爆炸冲击下混凝土重力拱坝动态响应及抗爆措施研究

摘要

国际恐怖主义时刻威胁着国家的安全,具有显著经济意义的大坝已经成为恐怖主义重点打击的目标,大坝一旦出事,后果不堪设想,故对大坝在遭受爆炸荷载冲击后的动态响应及抗爆防护措施的研究就十分必要。
　　重力拱坝兼具重力坝和拱坝的结构特性,水下爆炸冲击荷载下其破坏模式值得关注,本文主要分析重力拱坝在水下爆炸冲击荷载作用下的动态响应并对抗爆防护措施进行研究。
　　水下爆炸冲击下重力拱坝动态响应分析。考虑混凝土的应变率效应,建立混凝土重力拱坝水下爆炸全耦合模型,对水下爆炸冲击下重力拱坝动态破坏过程进行了全性能数值仿真,针对重力拱坝的结构特性及受力特点,探讨大坝在水下爆炸冲击荷载作用下的可能破坏模式及破坏机理。研究表明,重力拱坝兼有重力坝和拱坝的抗爆特性,大坝抗爆薄弱部位主要位于坝体中上部,重力拱坝坝身下部抗爆性能较强;当炸药在拱冠梁处起爆时,表孔中墩及边墩发生冲切和震塌滑移破坏;当炸药在距右岸1/4拱圈处爆炸时,坝肩发生震塌破坏,影响坝肩抗滑稳定及坝体整体安全性。
　　抗爆防护措施研究。将泡沫铝应用于重力拱坝上,数值模拟大坝的破坏模式,分析泡沫铝的抗爆防护效应,并分析泡沫铝厚度及防护范围对大坝破坏模式的影响。研究表明,随着泡沫铝的厚度增大,大坝同时刻的破坏程度是降低的;防护范围对大坝的破坏模式影响不大。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 研究现状

1.3 论文主要研究内容

第二章 水下爆炸理论基础

2.1 水中爆炸基本现象

2.2 冲击波理论基础

2.3 炸药爆轰波的基本理论

2.4 流固耦合分析理论

2.5 本章小结

第三章 水下爆炸冲击下重力拱坝动态响应

3.1 材料本构模型

3.2 状态方程

3.3 水下爆炸模型建立

3.4 拱冠梁处不同起爆深度时重力拱坝动态响应分析

3.5 距右岸坝肩1/4拱圈处不同起爆深度时重力拱坝动态响应分析

3.6 拱冠梁处不同爆心距时重力拱坝动态响应分析

3.7 本章小结

第四章 抗爆防护措施研究

4.1 抗爆材料

4.2 泡沫铝的力学性能

4.3 泡沫铝的抗爆防护作用研究

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢