Page 167 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 第 12 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 45, No. 12
2025 年 12 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Dec., 2025

DOI：10.11883/bzycj-2025-0054

接触爆炸条件下聚脲涂层对 RC 基板

层裂和贯穿的影响 *

郭士旭 ，何 翔 ，刘 飞 ，杨建超 ，陈 经 ，孙山川 1,3
1,2
1,3
1,3
1,3
1,3
（1. 军事科学院国防工程研究院，北京 100036；
2. 洛阳理工学院智能建造与土木工程学院，河南 洛阳 471023；
3. 目标易损性评估全国重点实验室，河南 洛阳 471023）
摘要： 为研究聚脲涂层对钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）基板层裂和贯穿的影响，分析了压缩波在混凝土-聚
脲界面传播过程及混凝土层裂过程，提出了背面喷涂聚脲 RC 基板的层裂解析模型。基于该模型，定量分析了聚脲涂
层对 RC 基板临界层裂和贯穿的影响，提出无涂层 RC 板的贯穿预估经验方法可扩展应用于背面喷涂聚脲的 RC 基板，
并通过学者们报道的接触爆炸试验进行验证。结果表明：聚脲涂层会对 RC 基板背面层裂过程产生影响，紧邻混凝土-
聚脲界面的净应力波为压缩波，而在更深处的混凝土中，净应力波为拉伸波；聚脲涂层仅影响 RC 基板的首次层裂，首
次层裂后的层裂过程与无涂层 RC 板相同；在发生临界层裂时，聚脲涂层提高了 RC 基板的临界层裂抗力，但层裂深度
会增大；在发生贯穿时，聚脲涂层减少了 RC 基板的层裂次数，但对总层裂深度和贯穿的影响较小；无涂层 RC 板的贯
穿预估经验方法可较好地预估背面喷涂聚脲 RC 基板的贯穿破坏。
关键词： 接触爆炸；钢筋混凝土板；聚脲涂层；抗爆性能；解析模型；层裂；贯穿
中图分类号： O383 国标学科代码： 13035 文献标志码： A

Effect of polyurea coatings on spalling and breach of reinforced concrete
slabs under contact explosion

1,3
1,2
1,3
1,3
1,3
GUO Shixu , HE Xiang , LIU Fei , YANG Jianchao , CHEN Jing , SUN Shanchuan 1,3
（1. Defense Engineering Institute, AMS, PLA, Beijing 100036, China;
2. School of Intelligent Construction and Civil Engineering, Luoyang Institute of Science and Technology,
Luoyang 471023, Henan, China;
3. State Key Laboratory of Target Vulnerability Assessment, Luoyang 471023, Henan, China）

Abstract: In recent years, polyurea-coated reinforced concrete (RC) slabs have been extensively studied both experimentally
and numerically for structural strengthening against contact explosions. However, theoretical investigations remain limited,
particularly concerning the impact of polyurea on the local damages of the RC substrates. In this paper, an analytical model
based on stress wave propagation theory was proposed to investigate the reflection of compression waves at the backside of the
RC substrate slab and predict the spalling depth. Utilizing this analytical model, a quantitative and detailed discussion was
presented regarding the effect of the polyurea on the critical spalling and breach of the RC substrate slab. Furthermore, the
applicability of the empirical breach prediction, originally developed for uncoated RC slabs, was validated through existing
experiments to predict the breach of polyurea-coated RC substrate slabs. The results indicate that polyurea affects the spalling
process of the RC substrate slabs. Specifically, the net stress wave adjacent to the concrete-polyurea interface is a compression

* 收稿日期： 2025-02-19；修回日期： 2025-04-16
基金项目： 中原科技创新领军人才项目（234200510016）
第一作者： 郭士旭（1987－ ），男，博士，讲师，shixu@lit.edu.cn
通信作者： 何 翔（1966－ ），男，博士，研究员，XiangHe1396@163.com

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