混凝土爆炸效应测试典型实验研究

当前混凝土材料被广泛应用于抗爆防护结构、机场跑道、武器库、科研防护掩体、高速公路、桥梁土建结构等重要国防和民用设施中，开展针对混凝土目标的爆炸效应研究具有重要价值。工程结构中混凝土除了承受静载荷外，往往不可避免地承受急剧变化的动载荷， 如爆炸、冲击和地震等。冲击载荷下混凝土材料的动态力学性能，对研究爆炸、冲击、高速撞击、侵彻、动态损伤等问题都有着重要的影响。通过此类试验可有效评估混凝土材料在爆炸测试场景下的结构强度，防护等级，变形特性等重要结构参数。

在实际测试过程中，爆炸效应产生时能量瞬间释放。因此产生的信号表现为极陡的上升沿的类似方波的阶跃信号，且信号表现为一个超高频的非周期阶跃信号。

针对此类冲击信号的典型特征，想要获得完整的、最接近真实信号的数据，对采集设备的A/D转换器的类型、采样频率、放大器带宽等多项指标均存在很高的技术要求。

混凝土结构的爆炸破坏效应分析和破坏程度评估在爆炸事故分析、结构抗爆设计、反恐怖袭击和科研领域均是一个重要的课题。建筑物结构的抗爆设计、爆炸事故中的威力评估或爆炸破坏效果评估。混凝土作为一种重要的工程材料，已被广泛应用于民用建筑和科研防护工程中。在应用过程中，混凝土处于复杂的力学环境，有时要承受爆炸冲击的作用。因此，其力学性能受到广泛关注，国内外学者针对混凝土材料爆炸应变测试进行了大量的研究。

下述试验研究爆炸荷载作用下钢筋混凝土悬臂式防爆墙的防爆性能，通过改善钢筋与混凝土之间的粘结性能，分析两者之间的粘结对抗爆性能的影响 。

两者的混凝土应变变化规律相近，有限元模拟的中部混凝土应变比参考文献中的结果小，底部混凝土应变却与参考文献的结果相近。中部混凝土单元可能是因为实际中混凝土在和钢筋进行应力传递时有滑移带来的应力消散，而完全粘结数值模拟时未考虑上述问题，导致中部混凝土数值模拟的应变比试验应变小；对于底部混凝土单元而言，由于防爆墙底部钢筋密度很大，钢筋与混凝土之间的滑移效果不是很明显，因而模拟结果与试验结果相近。

长期以来，由于混凝土的动态力学响应测试困难，人们掌握的有关动力学数据匮乏，导致对混凝土的破坏过程及机理研究较少。随着混凝土工程结构研究的深入，逐渐提高了对侵彻过程中靶体力学响应过程的需求。因此，对混凝土靶中力学参数测试技术研究和提高数据测试成功率显得尤为重要。通过设计聚偏二氟乙烯（PVDF）压力传感器和碳阻式压力传感器，测试了炸药在混凝土靶中爆炸的径向应力波传播，获得了有效数据和传感器埋设方法 ，可为后续研究提供参考。

在混凝土靶静爆试验中，通过在混凝土靶中埋设PVDF 压力传感器和碳阻式压力传感器的方法，得到部分混凝土应力波响应曲线，对爆炸试验中靶内应力波测试进行了尝试。

桥梁作为交通生命线咽喉工程，受到的爆炸威胁日益严重；一旦发生爆炸荷载作用，将会造成重大的人员伤亡和财产损失。预应力混凝土连续T桥梁是我国公路工程中应用最为广泛的桥型之一，研究其抗爆性能具备重要意义和实用价值。

通过多种工况的野外爆炸试验，对不同爆心位置桥面爆炸下桥梁的破坏形态和动力响应进行了分析，对应位置的混凝土结构的应变信号复合连续梁在桥面冲击荷载作用下的受力特性。在桥面中跨跨中爆炸的情况下，桥梁整体的动力响应最大。试验数值和数值模拟结果相同，符合预期试验要求。

// 参考文献 //

[1] 邓昭金，尹华伟，方辉，高工 钢筋混凝土防暴墙性能数值分析：[工程硕士论文] 湖南大学 2012

[2] 章征林，王 源，孙阳阳，张文渊，赵鹏冲 应变测试技术在混凝土内爆炸试验中的应用 江苏南京2017

[3] 黄家蓉 刘光昆 吴 飚 王 幸 爆炸冲击作用下混凝土中动态应力波测试与仿真 河南洛阳(61489部队) 2020

[4] 娄凡 宗周红 预应力混凝土连续T梁的抗爆性能试验研究 东南大学2018

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