岩石类靶体侵彻研究紧贴防护需求,深入分析弹体高速侵彻下靶体毁伤机制,对确定防护层最小安全厚度、提升地下工程防护能力有重要意义.为全面了解宽速域、多形式的侵彻效应,系统总结岩石类靶体的侵彻试验和不同侵彻状态下的理论分析模型,分析弹体侵彻过程及靶体毁伤机制.此外,将预测弹体侵彻深度的解析和经验计算公式进行分类,对比分析弹体侵深影响因素,梳理超高速侵彻下岩石类靶体毁伤破坏效应,对未来超高速武器打击下地下工程防护能力的提升提出建议.
借鉴水利水电行业堆石混凝土技术,研制了一种可用作遮弹层材料的新型高强堆石混凝土.研究配置了C100高强自密实混凝土,提出了大粒径岩石粒径大小、形状和物理力学性质等技术要求.通过堆石混凝土浇注试验研究了C100自密实混凝土流动性能,验证其能很好充填大粒径块石的空隙,靶体试验表明其力学及工作性能达到设计要求.
"混合战争"是一种新型的国家对抗形式,区别于传统的战争形态,其在参战主体、作战样式、作战目标等方面呈现出新的特点,对城市防护建设提出了新的要求.首先,针对混合战争及其作战行动特征,分析了"混合战争"对城市人口防护需求的影响.然后,基于城市人口防护需求的变化对人防工程需求量中的掩蔽人口基数进行了调整并提出了掩蔽人口基数上的人防工程需求量计算方法.最后,结合某市区域人防工程规划进行了实例研究,为人防工程规划中掩蔽人口基数的计算提供参考.
为系统研究超高性能混凝土(UHPC)的动态压缩性能和动态拉伸性能,对UHPC进行了分离式霍普金森压杆(SHPB)试验.通过10组巴西劈裂试验和9组动态压缩试验得到了UHPC在中高应变率下的破坏模式和应力-应变关系曲线,分析了钢纤维掺量、应变率对UHPC动态拉伸、压缩强度和动态强度增强因子的影响规律.试验结果表明:钢纤维能有效阻碍裂缝发展、减少损伤,增强UHPC的动态抗拉、抗压性能;随着应变率的增大,UHPC的动态拉伸、压缩强度提升;钢纤维掺量增加可提高动态拉伸强度,钢纤维掺量超过1.0％后对动态压缩强度的提升不明显;UHPC的动态拉伸强度增强因子(TDIF)随应变率增大而逐渐增大,随着钢纤维掺量增加,UHPC的动态拉伸强度增强因子(TDIF)和动态压缩强度增强因子(CDIF)逐渐减小.
科学建立工程伪装效能评估指标体系,可有效提升我地下防护工程伪装能力.采用基于环境的设计方法(environment-based design),依据递归逻辑理论,运用ROM(recursive object model)模型描述工程环境,迭代更新和简化提炼挖掘评估指标和体系结构,使影响因素环境分析更加全面、指标层级关系更加清晰、指标体系构建过程更为合理.结合伪装工程案例,利用AHP层次分析法和灰色模糊模型验证方法的可行性,采用BP神经网络算法深度训练,对比校验方法的科学性.
在地下爆炸中远区,作用在结构上的地冲击应力波可视作长平面波,利用拟静法对长应力波作用下围岩与衬砌之间的相互作用展开了分析,围岩本构选取弹脆性模型,围岩塑性区判别选用Tresca屈服准则,得到了非均布荷载下围岩-衬砌体系的弹塑性应力状态,并依此建立了围岩自承能力和最小防护层厚度计算方法.
近期研究证明,静力加载可以反映地冲击荷载作用下地下结构的整体弯曲变形和局部破坏状态,为采用等效静力试验方法获取结构抗爆性能相关参数提供新的思路.针对某深埋于围岩介质中的直墙圆拱结构,设计了3∶10几何缩比的试验模型,开展了围岩介质中深埋地下结构抗爆炸地冲击性能静载试验,以结构圆拱挠度为抗爆性能指标,记录并分析了地下结构的变形、受力和破坏状态.试验结果表明,静力加载作用下,深埋地下结构呈现与动力爆炸荷载下相同的拱顶塌陷、墙体剥离的整体受压破坏模式.结构拱顶在荷载达到800 kN时出现混凝土开裂,超过1200 kN后钢筋开始屈服、断裂;结构模型的峰值承载力为1600 kN,超过此荷载,结构发生严重破坏.
成层式结构爆炸效应试验中,爆炸填塞效应会影响下部结构层的动力响应和毁伤效果,如何分析并充分考虑爆炸填塞效应规律成为爆炸试验必须重视的问题.为研究成层式结构的爆炸填塞效应,利用数值模拟方法重点分析了炸药柱在遮弹层中外露、浅埋等爆炸作用下分配层的爆炸成坑、应力峰值以及支撑结构层的应力和变形等参数的变化规律,阐明了爆炸填塞效应原因及变化趋势,并给出了相关填塞系数与比例埋深的关系表格.结果表明:当遮弹层厚度较小时,炸药在遮弹层内发生抛掷爆炸,随着炸药柱在遮弹层内埋深的增加,分配层中爆炸成坑直径、成坑深度快速增加,结构层顶面应力峰值快速增大,爆炸填塞效应显著增大;当遮弹层厚度较大时,炸药在遮弹层内发生近似封闭爆炸,虽然遮弹层厚度继续增加,但爆炸填塞效应趋于稳定.
近期编辑部发现以《防护工程》期刊名义建立的非法网站,冒用我刊的名称和刊号,对外征稿并收取版面费,已经导致了多起经济纠纷并造成不良社会影响,严重损害了我刊的正当权益和声誉.
介质物态物性的变化将改变冲击波的传播状态.将3种常见物态划分为波阻抗不变的固液介质和易变的气态介质,以弹性应力波在界面处的传播分析为基础,计入环境中已达平衡的初始应力,结合冲击波基本关系式的推导过程,借鉴空气冲击波在刚性壁面的反射分析,对冲击波在不同物态介质界面的传播过程进行了理论推导分析,给出了相关参量的计算方法,并在精细化数值模拟验证后开展了参数分析.
潜在滑坡是指已有微量形变,尚未发生整体滑动的一种地质灾害隐患,有些被植被遮蔽,难以直接发现,一旦被诱发整体快速滑动会产生严重的破坏后果,因此快速发现潜在滑坡形变对灾害的预防和评估具有重要意义.针对该问题,提出一种基于无人机载LiDAR点云数据的滑坡形变量快速提取方法.首先利用无人机载LiDAR获取坡体表面高精度密集点云数据,采用顾及形变的迭代配准方法实现点云精确配准,利用滤波后的配准点云提取目标区域高精度地形,根据地形线特征进行区域分割识别潜在的滑坡单元,最后通过格网法提取滑坡单元的区域形变量.
钢筋混凝土连续箱梁桥广泛应用于我国桥梁工程,其面临的爆炸威胁不容小觑.为研究车载简易爆炸装置(VBIED)爆炸场景下箱梁桥的损伤与动力响应特性,基于LS-DYNA建立了箱梁桥有限元模型并开展了爆炸损伤模拟,分析了4种爆炸威力VBIED对箱梁桥的损伤破坏.结果表明:在小型车、小型货车及货车/皮卡爆炸场景下箱梁桥呈现出局部损伤与整体变形组合响应模式.卡车爆炸场景下箱梁桥发生倒塌,完全失去承载能力.在小型车、小型货车爆炸场景中桥梁的最大变形均未超过规范要求的限值,说明这些车型对桥梁的安全威胁较小.在实际桥梁反恐防护中,应重点关注卡车等高风险车辆对桥梁安全的威胁.
在圆柱形爆炸容器内开展内爆试验,分析了不同当量TNT作用下爆炸容器内爆载荷,对比了单层结构和多层复合结构中壳体应变响应的差异.试验结果表明:圆柱形爆炸容器内正对爆心位置的冲击波峰值最大,沿着圆柱壳体向下反射超压和比冲量逐渐减小;多层复合结构相比于单层结构,壳体应变峰值减小,应变增长趋势减弱,应变持续时间缩短,综合抗爆能力增强.
为研究钢筋混凝土-高强钢板组合结构的抗震塌性能,对3种钢筋混凝土-高强钢板组合结构靶标开展了现场爆炸试验,通过对不同配置的组合结构在接触爆炸条件下的变形情况和破坏形态的对比,分析了钢板材料、钢板和混凝土厚度对组合结构抗震塌性能的影响,并采用数值仿真的方法推演了6 mm厚高强钢板的极限抗震塌性能.结果表明:(1)与普通Q345钢板相比,采用高强钢板作为背板能够有效提高靶标的整体抗震塌能力;(2)通过对比靶标裂缝的数量、测点微应变、爆坑深度、塑性位移以及整体破坏程度可以看出,高强钢板的厚度对靶标的抗震塌能力影响较大;(3)与2号靶标相比,高强钢板作为背板的5号靶标混凝土、钢板用量均减少了25%,塑性变形和混凝土板的破坏程度、范围却明显减小,表明钢筋混凝土板和6 mm厚高强钢板复合后具有更好的抗震塌效果,其相当不震塌系数约为0.186.
为分析低频宽脉冲电场对电子信息设备的干扰情况,以硬件防火墙设备为研究对象,开展辐照效应试验和数值模拟,对比分析了硬件防火墙设备在低频宽脉冲电场环境下的效应规律及干扰机理.研究表明:(1)低频宽脉冲电场可以干扰硬件防火墙设备,但在 100 kV/m范围内不会造成设备毁伤;(2)连接线缆的能量耦合和传导是导致硬件防火墙设备干扰的主要原因;(3)连接线缆与干扰电场极化方向一致时,硬件防火墙设备的干扰程度更严重;(4)上升时间越快,硬件防火墙设备受到相同程度干扰时所需的电场强度值越低.
针对大尺寸密闭阀门结构优化问题,构建了简化密闭阀门数值模型.通过数值模拟研究,分析了阀板厚度、肋板厚度、肋板高度、肋板间距等变量对阀板变形的影响规律,得到了蝶阀模型质量与变形及等效应力之间的关系.结果表明:蝶阀变形量与阀板厚度、肋板厚度、肋板高度等变量非线性负相关,与肋板间距非线性正相关;当上述变量增加到一定程度后,蝶阀最大变形量变化较小;蝶阀变形及等效应力与其质量非线性负相关.
人员掩蔽面积是指导人防工程规划建设的基本指标,长期以来一直按照固定人均的掩蔽面积指标来执行.这一指标在早期指导人防工程建设时起到了积极作用,但是无法反映掩蔽时间对人员空间需求变化的影响,随着防护背景的发展变化及我国城镇化水平的不断提高,亟待调整.以人防工程密闭条件下的战时人员掩蔽行动为背景,基于最大人员收容能力构建了基于避难时间的空间使用和分配模型.计算结果显示随着避难时间的延长,人员掩蔽的空间需求在相应提高,人防工程的收容能力不断下降.结合人员掩蔽演练中的问卷结果进行了实证分析和讨论,提出按照掩蔽时间需求设置区域人员掩蔽面积标准的建议.
爆炸强动载是导致地下结构毁伤的直接因素,研究得出的结构爆炸荷载分布规律对地下结构抗爆防护具有重要意义.以地下双舱管廊为试验结构,开展了 22 炮次结构爆炸荷载机理试验.在实测荷载数据基础上,采用结合量纲分析的非线性拟合法研究地下结构顶板荷载及分布规律.与经验公式法相比,结合量纲分析的非线性拟合法对结构爆炸荷载预测精度更高;装药设置对结构爆炸荷载分布产生影响,爆距的减小增加了荷载不均匀性.
运用改进型气液复合加载装置,通过改变蓄能腔气压,成功再现了不同程度等级岩爆现象.通过压强监测、位移采集、碎片统计、高速录像和声发射采集等多方面对岩爆破坏特征开展研究,验证了改进后加载系统的密封性、重复性及可靠性.试验发现:在 1 MPa蓄能腔气压作用下无岩爆破坏现象,在 2、3、4 MPa蓄能腔气压作用下发生不同程度岩爆现象且岩爆均呈现静力孕育、动力突发和岩爆破坏等 3 个阶段.蓄能腔气压大小对岩爆烈度影响显著,蓄能腔气压越大岩爆抛掷现象越明显,抛掷破碎程度越高,抛掷距离越远,弹射动量越大.岩爆破坏前声发射迎来平静期,在岩爆破坏状态时振铃计数和能量非常活跃.
合理的侵彻阻应力描述是准确进行弹体结构设计和侵彻弹道计算的前提,针对Forrestal侵彻阻应力半经验公式基于垂直侵彻试验数据建立,却广泛用于斜侵彻弹体受力和弹道计算的实际情况,对两类物理机理差异较大的侵彻阻应力公式-Forrestal阻应力公式和BC阻应力公式,在应力分布、垂直侵彻受力、斜侵彻受力以及垂直侵彻深度、斜侵彻弹道等方面进行了综合对比研究.研究表明:BC公式在斜侵彻中对弹身的阻应力描述比Forrestal阻应力公式更为合理,在描述斜侵彻弹道角度偏转方面也比Forrestal阻应力公式更为稳定.
