Page 143 - 《爆炸与冲击》2026年第01期
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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
M 7
ø18 mm@100 mm M 5 2 380 mm 5 000 mm ø12 mm@100 mm 5 000 mm
2 380 mm
12ø18 mm
M 6
ø18 mm@100 mm
5 00 mm
5 000 mm
(c) Slab (d) Stirrup layout
图 9 原型 RC 箱型结构
Fig. 9 Prototypical RC box structure
S
η = (5)
V 2/3
η 为无量纲泄爆系数，S 为泄爆面积，V 为箱型结构体积。
式中：
表 3 爆炸工况设计
Table 3 Design of explosion scenarios
工况 泄爆面积/m 2 泄爆系数 TNT当量/kg 工况 泄爆面积/m 2 泄爆系数 TNT当量/kg
S1 1.89 0.457 2.3 S7 4.14 1.002 2.3
S2 1.89 0.457 4.5 S8 4.14 1.002 4.5
S3 1.89 0.457 9.0 S9 4.14 1.002 9.0
S4 3.24 0.784 2.3 S10 5.04 1.220 2.3
S5 3.24 0.784 4.5 S11 5.04 1.220 4.5
S6 3.24 0.784 9.0 S12 5.04 1.220 9.0
采用经过验证的 RC 箱型结构内爆炸有限元建模与分析方法，建立不同泄爆面积下的有限元模型，
如 图 9(a) 所 示 。 经 计 算 ， 3 种 当 量 下 ， 2D 空 气 网 格 尺 寸 分 别 为 17 mm×17 mm、 22 mm×22 mm 和
27 mm×27 mm，结构网格尺寸为 36 mm×36 mm×36 mm；3D 空气网格尺寸取结构尺寸的 2 倍，即 72 mm×
72 mm×72 mm。
3 结构内爆炸载荷特性
基于第 1 节验证的 RC 箱型结构内爆炸有限元分析方法，对第 2 节中设计的原型 RC 箱型结构内爆
炸工况中的超压载荷特征和分布规律进行分析。
3.1 特征点载荷特性
内爆炸特征点载荷可用于结构的快速毁伤评估和结构抗爆设计。针对表 3 中不同爆炸工况中的结
构内壁面中心以及角隅处的载荷特征进行分析，讨论泄爆面积对内爆炸载荷的影响。特征点布置如
图 9(b)～(c) 所示，其中测点 M 和 1 M 分别位于侧墙和顶板中心点，测点 M 、M 和 3 M 位于两面角隅点，
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6
2
测点 M 和 4 M 位于三面角隅点。
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3.1.1 内壁面中心点载荷
以 4.5 kg TNT 当量为例，图 10(a)～(b) 给出了不同泄爆系数下测点 M 和测点 M 的超压和冲量时程
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曲线。可以看出：内爆炸载荷表现为多峰值复杂特性。10 ms 内，爆炸能量迅速释放，冲击波压力快速升
高，并对结构产生高频动态压力作用，但作用时间相对较短，这一阶段为冲击波作用阶段。随着冲击波
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