Page 149 - 《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

t d 为：
正压持续时间
Å ã 1/2
t d −3 r
√ = 1.35×10 √ (14)
3 3
W W
t d 为正压持续时间，ms；W 为 TNT 当量，kg；r 为炸药与目标之间的垂直距离，m。联立式 (11)～
式中：
(14)，计算得到结构表面任一点反射超压时程曲线：
Å ã
t
∆p(t) = ∆p rf 1− e −at/t d (15)
t d
式中：a 为控制衰减率的常数 [22] 。
构件特征点的冲量大小为：
w
t d
I = ∆p rf (t)dt (16)
0
通过式 (7) 和 (16) 计算得到自由场爆炸作用下的构件表面总冲量。对于本文中第 2 节爆炸工况，计
算结果如表 4 所示。

表 4 自由场爆炸作用于墙体和顶板的反射超压冲量
Table 4 Total reflected impulse of the walls and slabs under free air explosion
2
TNT当量/kg I 1-wall /(kPa·s) I 2-wall /(kPa·s) I 3-wall /(kPa·s) I 4-wall /(kPa·s) 墙体总冲量/(kPa·s·m )
2.3 0.33 0.66 0.49 0.28 6.78
4.5 0.59 1.01 0.81 0.52 11.19
9.0 1.00 1.40 1.25 0.91 17.19
2
TNT当量/kg I 1-slab /(kPa·s) I 2-slab /(kPa·s) I 3-slab /(kPa·s) I 4-slab /(kPa·s) 顶板总冲量/(kPa·s·m )
2.3 0.45 0.91 0.45 0.17 7.69
4.5 0.60 1.11 0.60 0.33 10.94
9.0 0.97 1.38 0.97 0.61 14.86

定义爆炸冲量增强因子 k 为冲量载荷的无量纲表达式：
1
I
k 1 = (17)
I f
式中：I 为不同泄爆系数的结构内壁面总冲量载荷。

图 16 给出了各工况中侧墙和顶板的冲量增
强因子。可以看出：冲量载荷增强因子与泄爆系 k 1-wall
18 k 1-slab
数和 TNT 当量相关。不同泄爆系数下，作用于
构件表面的总冲量增强效果最小约为自由场爆 15 15
14
炸工况下的 4 倍，最高可达 16 倍。受结构尺寸 12 13
12
影响，顶板距离炸药较近且受力面积较大，所受 Impulse enhancement coefficient 9 11
冲量显著大于墙体。例如，η=0.445 且 W TNT =9.0 kg 10
9
工况下，墙体冲量增强因子 k 1-wall =11.2，而顶板冲 6 8
量增强因子 k 1-slab =15.9，相对增加 41.2%。小当量 0.4 0.6 2 7 6
0.8
爆炸的冲量增强因子要大于大当量爆炸。一方 Venting coefficient 6 4 5
1.0
1.2 8 Explosive mass/kg
面，由于构件的动力响应及毁伤效应随着 TNT 10
当量的增加得到增强，部分冲量载荷转化为结构
图 16 各工况中侧墙和顶板的爆炸冲量增强因子
动能、形变能以及断裂能，从而导致反射波载荷
Fig. 16 Explosion impulse enhancement coefficient
和冲量相对减少。另一方面，受特征点密度影 of walls and slabs in each scenario

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