中国安全科学学报 ›› 2017, Vol. 27 ›› Issue (6): 85-90.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2017.06.015

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爆炸荷载统计模型下重力坝动力响应随机分析

王超1,2 讲师, 闫玮烁1,2, 韩君格**3   

  1. 1 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072
    2 天津大学 建筑工程学院,天津 300072
    3 天津大学 国有资产与设备管理处网络与多媒体教育技术中心,天津 300072
  • 收稿日期:2017-02-20 修回日期:2017-05-14 发布日期:2020-10-16
  • 通讯作者: ** 韩君格(1985—),女,山东菏泽人,硕士,助理工程师,从事云计算与多媒体技术研究。E-mail:hanjunge11@163.com。
  • 作者简介:王超 (1986—),男,山东青州人,博士,讲师,从事水电工程安全评价研究。E-mail:wangchaosg@tju.edu.cn。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年基金资助(51509182)。

Stochastic analysis of dynamic response of concrete gravity dam using statistical model of blast load

WANG Chao1,2, YAN Weishuo1,2, HAN Junge3   

  1. 1 State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China
    2 School of Civil Engineering , Tianjin University, Tianjin 300072,China
    3 Network and Multimedia Education Technology Center, Tianjin University, Tianjin 300072,China
  • Received:2017-02-20 Revised:2017-05-14 Published:2020-10-16

摘要: 为准确预测混凝土重力坝结构在爆炸荷载作用下的动力响应特征,确定其概率意义上合理的防爆距离,提出基于爆炸荷载统计模型的重力坝结构动力响应随机性分析方法。首先,在已有爆炸荷载公式、计算图表和相关试验统计数据的基础上,建立空中爆炸荷载统计模型。同时,构建国内某混凝土重力坝的非溢流坝段的炸药-空气-坝体-地基的有限元耦合模型。然后,在考虑爆炸荷载的不确定性情况下,运用动力学显式算法分析坝体结构的不确定性动力响应特征。最后,采用统计学分析方法研究坝体动响应量最值的概率分布特征及损伤状态随比例爆炸距离的变化。结果表明,结构爆炸动力峰值响应量大致服从正态分布,在重力坝结构的抗爆防护设计中应合理考虑爆炸荷载变异性的影响。

关键词: 混凝土重力坝, 爆炸荷载, 空中爆炸, 动力响应, 抗爆防护设计

Abstract: A stochastic analysis method was worked out for structural response to predict the dynamic response value, to determine the reasonable safety distance based on a statistical model. Firstly, a statistical load model was built based on the existing blast load prediction formula, data charts and related tests. Then, an explosive-air-dam -foundation finite element model was also built for a non-overflow section of a certain concrete gravity dam in China and the uncertain dynamic response of the structure of the dam was analyzed. Finally, the statistical distribution of the dynamic response values and the percentage damage,as functions of the scaled distance,were studied. The results indicate that peak responses of the dam roughly obey normal distribution, so the uncertainty of explosion load should be considered in analyzing the damage of the structure under the explosive impact.

Key words: concrete gravity dam, blast loading, air blast, dynamic response, anti-explosion protection design

中图分类号: