泡沫混凝土材料具有减振 和吸收 冲击 能量 的特点 。应用 ANSYS／LS—DYNA有限元程序对地下 复合结构在爆炸荷载作 用下的动力响应进行 了数值模拟 ，分析 了泡沫混凝土减振层对结构动力响应特 性的影响 。计算结果表 明 ，泡 沫混凝土减振层 能够明显减小结构 的动力响应 ；泡沫混凝土减振层 的最佳厚 度为毛洞半径 的0．25倍左右。 关键词 ：地下复合结构 ；动力特性 ；泡沫混凝土 ；数值模拟 中图分类号 ：TU528．2 文献标识码 ：A 文章编号 ：1008—1933(2010)06—135一O4 Analysis of antidetonational property of foam concrete backfilllayers in underground com pound structure ZHANG Bin ，XU Jinyu ，LILe ，LIN W ei (1．DepartmentofAirfieldandBuildingEngineering，AirForceEngineeringUniversityEngineeringCollege，Xi’an 710038，China； 2．CollegeofMechanicsand CivilArchitecture，NorthwestPolytechnicUniversity，Xi’an 710072，China； 3．OfficeofAirfieldandBarracks，DepartmentofShenAirForceLogistics，Shenyang 110162，China) Abstract：Foam concretecanreducevibration and absorb impactenergy．Dynamicresponsesofundergroundcompound structureunder blastingloadswerenumericallysimulatedbyapplfingANSYS／LS—DYNA，afectionof~4brationreducinglayerofthefoam concreteon thedynamicresponsepropertyofstructurewereanalyzed．ThefinalresultshowsthatthedynamicresponseofstructureCan bereduced byvibrationreducinglayerofthefoam concrete．Thebestthicknessofvibrationreducinglayerofthefoam concreteisabout25 percent ofradiusofsurroundingrock． Keywords：underground compound structure；foam concrete；numerical an alysis 0 前 言 在地下工程抗爆结构的选型方面，为了发挥结 构的弹塑性变形能力 ，增加结构 的承载能力，使结构 体系在瞬时爆炸荷载作用下能够吸收更多的冲击能 量 ，往 往在 两层结 构 中问夹 一层 刚度 很 小 的 弹塑 性 材料 ，即采用带软回填层 的复合结构体系 。对于 带有软 回填层 的地下复合结构抗动载性 能，人们进 行 了一 些理论 和 实验研究 。方 秦等用 有 限元法研 究 了不同厚度 、不同波阻抗 回填层对复合结构动力特 性 的影 响 ；骆 文 海 就 几 种 圆 形 结 构 ，其 中包 括 有 软回填层 的复合结构进行了动力实验研究 j。 复合结构 的高抗爆性能呈现出 良好的应 用前 景 ，而泡沫混凝土材料具有很高的阻尼减振和冲 收稿 日期 ：2009-03—30 作者简介 ：张 斌 (1980一)，男 ，湖北枝江人 ，博 士研究生 ，主要从事 机场防护工程研究。 E —mail：zhangbin0702@ yahoo．COll1．cn 击能量吸收能力 。关于柔性夹层厚度对地下复合结 构动力响应的影响，文献[2]通过有限元计算 ，认为 衬砌结构与柔性夹层厚度 的最佳 比值约为 1／3．3。 Bates 通过试验研究 ，研究 了柔性夹层厚度与衬砌 半径的最佳比值 ，认为其在 0．3～0．5之间为结构动 力 响应 特性最 优 比值 。 因此 ，本 文 应 用 泡沫 混 凝 土 作为回填层材料 ，并将其铺设于结构和岩石层之间， 利用 ANSYS／I_S—DYNA有限元技术对地下复合 防护 结构在爆炸荷 载作用下 的动力 响应进行 了数值 分 析 。 1 作用 机 理 董永香 等对 含 泡 沫 混 凝 土 的多 层 介 质 应 力 波传播实验研究指出，对于波阻抗不匹配程度较大 的组合介质，会造成相邻介质之间在达到平衡前需 要进行多次 的反射和透射。这说 明介质越不 匹配 ， 在多层介质 中的反射和透射次数越多。如花 岗岩、 泡 沫混凝 土 、钢 筋混 凝 土 组合 比花 岗岩 、泡沫 铝 、钢

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