湿砂场地爆炸成坑效应的现场试验与数值模拟研究

摘要：

蓄水土坝坝顶、地基浅层等部位的含水土体受到爆炸作用时会形成爆坑,从而对岩土工程构筑物造成严重灾害.为了研究含水土中爆炸成坑效应的影响因素,开展一系列湿砂中的爆炸现场试验,同时利用光滑粒子流体动力学和有限元耦合方法(SPH-FEM)对爆坑试验进行评价.研究结果表明:根据药包的比例埋深,湿砂中的爆坑形态分为封闭爆炸、塌陷型漏斗坑和抛掷型爆坑.当比例埋深小于1.5 m/kg1/3时,易形成抛掷型爆坑,而发生封闭爆炸的临界比例埋深为2.3 m/kg1/3.对于抛掷型爆坑,可见直径试验值和数值计算的真实直径均与相应的ConWep预测值表现出很好的一致性.通过SPH粒子的运动实现的爆炸鼓包过程与试验中抛掷物运动规律一致,发现利用数值计算的真实爆坑尺寸预测可见爆坑直径的方法满足工程应用要求.爆坑直径受土体的密度和强度参数的影响偏差都在10％以内,在试验基础上结合量纲分析法,推导了关于药量与埋深的爆坑直径经验公式.

关键词：土力学、湿砂、爆炸成坑、现场试验、SPH-FE耦合法、ConWep

所属期刊栏目：35

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金面上项目51379067;长江学者创新团队发展计划资助IRT1125;2012年江苏省”青蓝工程”优秀青年骨干教师项目;Supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant No.51379067, Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in UniversityGrant No.IRT1125 and Project of Qing Lan Supported by Jiangsu Province

在线出版日期：2016-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：68-75