Page 136 - 《爆炸与冲击》2026年第01期

第 46 卷 李军润，等： RC箱型结构内爆炸载荷特性和动力行为分析 第 1 期

炸威胁和 4 种泄爆面积下的内爆炸数值模拟，分析 RC 箱型结构内部特征点的爆炸载荷特征、内壁面的
载荷分布特征以及结构的损伤破坏和动态响应等。最后，对比自由场爆炸作用下的构件表面冲量和中
心点最大位移，建立内爆炸作用下结构冲量增强因子和毁伤增强因子的计算方法，以期为内爆炸作用下

RC 箱型结构的毁伤效应评估提供参考。
1 有限元建模与分析方法

对杨亚东等 [22] 和 Guo 等 [27] 开展的完全密闭和半密闭 RC 箱型结构内爆炸试验进行数值模拟，通过
与试验结果进行对比，验证所采用数值模拟方法的可靠性。
1.1 完全密闭 RC 箱型结构内爆炸试验
1.1.1 试验及有限元模型
如图 1(a) 所示，试验 RC 箱型结构内部净空尺寸为 4 800 mm×4 800 mm×2 660 mm，侧墙厚 240 mm，
顶板厚 150 mm，墙体配筋率为 0.5%，混凝土标号为 C30，试验时门洞采用钢制门密闭。立方体 TNT 装药
位于结构中心位置，2 次试验中 TNT 当量分别为 315 和 720 g，边长分别为 57.8 和 76.2 mm。反射超压测
点位置如图 1(b) 所示，采用 BA-YD205 压力传感器（量程 0～60 MPa）和 NLG-202G 数据采集系统（每秒
100 个样本）。其中，测点 P ～P 位于侧墙水平中线，测点 P 位于顶板中心位置。
3
4
1

2 400 mm
2 400 mm
P 4
P 1 P 2 P 3 2 660 mm
2 400 mm 800 mm 1 330 mm
TNT
4 800 mm

4 800 mm

(a) Test room (b) Layout of measurement points

Explosive mesh Frame

1 330 mm
Air Rebar

TNT
1/2 symmetric model TNT
Air
2 660 mm
(c) 2D finite element model (d) 3D finite element model
图 1 完全密闭结构内爆炸试验和有限元模型
Fig. 1 Fully confined explosion testing setup and finite element model

试验有限元模型如图 1(c) 和 (d) 所示。为提高计算效率，内爆炸载荷计算采用 2D-3D 的 MAPPING
映射方法，结合任意拉格朗日-欧拉（arbitrary Lagrange-Euler，ALE）方法描述，即 2D 模型计算中，当冲击
波即将接触结构时停止计算，并输出包含该时刻的位移、速度和压力等数据的 MAPPING 文件，作为

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