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钢纤维增强多孔混凝土板水下接触爆炸防爆机理及损伤等级预测
1
作者
汤长兴
曹克磊
+3 位作者
赵瑜
张建伟
黄锦林
吕孟杰
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第5期58-73,共16页
为探究钢纤维增强多孔混凝土材料的水下抗爆防护效果,采用光滑粒子流体动力学与有限元耦合方法建立了“水体-炸药-防护层-钢筋混凝土板”的三维精细化仿真模型,研究了不同纤维配比钢纤维增强多孔混凝土防护层(SAP10S5、SAP10S10、SAP10...
为探究钢纤维增强多孔混凝土材料的水下抗爆防护效果,采用光滑粒子流体动力学与有限元耦合方法建立了“水体-炸药-防护层-钢筋混凝土板”的三维精细化仿真模型,研究了不同纤维配比钢纤维增强多孔混凝土防护层(SAP10S5、SAP10S10、SAP10S15和SAP10S20)和不同炸药质量影响下被防护钢筋混凝土板的损伤演化过程、破坏模式及失效机理,并构建了钢筋混凝土板的损伤等级预测曲线。研究结果表明:水下接触爆炸荷载下,增设钢纤维增强多孔混凝土防护层能够有效降低被防护钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)板的损伤程度,且其对RC板损伤程度的影响随防护层中钢纤维体积分数的增加呈先减小后增大的规律,其中SAP10S15配比防护层的抗爆防护效果最优;炸药量在一定范围内增大时,SAP10S15配比防护层依然能维持较高的耗能占比,有效降低RC板的损伤程度;当炸药量为0.25 kg时,相较于无防护方案,SAP10S15配比防护层加固下RC板的损伤指数衰减最明显,为42.5%,损伤等级由严重破坏降为中度破坏。构建的损伤等级预测曲线能够直观评估钢纤维体积分数和炸药量对RC板损伤等级的影响。
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关键词
水下接触爆炸
钢纤维增强多孔混凝土板
失效模式
损伤等级预测
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职称材料
不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测
被引量：
1
2
作者
曹克磊
付乔峰
赵瑜
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期73-89,共17页
为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁...
为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁伤过程及失效模式,揭示其水下防爆机理,并构建出墙面板损伤等级预测曲线。研究结果表明:模拟结果与试验结果较为吻合,验证了模拟方法的有效性;在含12 mm厚波纹钢的复合结构(T-12)、含75°夹角的波纹钢复合结构(A-75)和含厚70 mm波纹钢的复合结构(WH-70)三种防护方案下,墙面板的毁伤范围较未加固墙面板最大降幅分别为83.0%、81.6%和82.5%;预测曲线可以直观评估出炸药量和复合结构中波纹钢波高变化对墙面板损伤等级的影响。
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关键词
波纹钢-混凝土板复合结构
毁伤演化特征
水下抗爆机理
损伤等级预测
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职称材料
题名
钢纤维增强多孔混凝土板水下接触爆炸防爆机理及损伤等级预测
1
作者
汤长兴
曹克磊
赵瑜
张建伟
黄锦林
吕孟杰
机构
华北水利水电大学土木与交通学院
华北水利水电大学水利学院
广东省水利水电科学研究院
出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第5期58-73,共16页
基金
国家自然科学基金(51779168)
河南省自然科学基金青年基金项目(252300421557)
+1 种基金
河南省高等学校重点科研项目(24A570002)
天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室开放基金(HESS-2230)。
文摘
为探究钢纤维增强多孔混凝土材料的水下抗爆防护效果,采用光滑粒子流体动力学与有限元耦合方法建立了“水体-炸药-防护层-钢筋混凝土板”的三维精细化仿真模型,研究了不同纤维配比钢纤维增强多孔混凝土防护层(SAP10S5、SAP10S10、SAP10S15和SAP10S20)和不同炸药质量影响下被防护钢筋混凝土板的损伤演化过程、破坏模式及失效机理,并构建了钢筋混凝土板的损伤等级预测曲线。研究结果表明:水下接触爆炸荷载下,增设钢纤维增强多孔混凝土防护层能够有效降低被防护钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)板的损伤程度,且其对RC板损伤程度的影响随防护层中钢纤维体积分数的增加呈先减小后增大的规律,其中SAP10S15配比防护层的抗爆防护效果最优;炸药量在一定范围内增大时,SAP10S15配比防护层依然能维持较高的耗能占比,有效降低RC板的损伤程度;当炸药量为0.25 kg时,相较于无防护方案,SAP10S15配比防护层加固下RC板的损伤指数衰减最明显,为42.5%,损伤等级由严重破坏降为中度破坏。构建的损伤等级预测曲线能够直观评估钢纤维体积分数和炸药量对RC板损伤等级的影响。
关键词
水下接触爆炸
钢纤维增强多孔混凝土板
失效模式
损伤等级预测
Keywords
underwater contact explosion
steel fiber reinforced cellular concrete slab
failure mode
damage level prediction
分类号
O383 [理学—流体力学]
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
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职称材料
题名
不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测
被引量：
1
2
作者
曹克磊
付乔峰
赵瑜
机构
华北水利水电大学水利学院
华北水利水电大学土木与交通学院
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期73-89,共17页
基金
国家自然科学基金(51979188)
河南省高等学校重点科研项目(24A570002)
+1 种基金
天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室开放基金(HESS-2230)
华北水利水电大学博士引进人才科研启动基金(40921)。
文摘
为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁伤过程及失效模式,揭示其水下防爆机理,并构建出墙面板损伤等级预测曲线。研究结果表明:模拟结果与试验结果较为吻合,验证了模拟方法的有效性;在含12 mm厚波纹钢的复合结构(T-12)、含75°夹角的波纹钢复合结构(A-75)和含厚70 mm波纹钢的复合结构(WH-70)三种防护方案下,墙面板的毁伤范围较未加固墙面板最大降幅分别为83.0%、81.6%和82.5%;预测曲线可以直观评估出炸药量和复合结构中波纹钢波高变化对墙面板损伤等级的影响。
关键词
波纹钢-混凝土板复合结构
毁伤演化特征
水下抗爆机理
损伤等级预测
Keywords
corrugated steel-concrete slab composite structure
damage evolution characteristics
underwater anti-explosion mechanism
damage level prediction
分类号
O383 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
钢纤维增强多孔混凝土板水下接触爆炸防爆机理及损伤等级预测
汤长兴
曹克磊
赵瑜
张建伟
黄锦林
吕孟杰
《爆炸与冲击》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测
曹克磊
付乔峰
赵瑜
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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