Page 87 - 《爆炸与冲击》2026年第01期

第 46 卷 董 琪，等： 水下接触和近场爆炸作用下沉箱码头的毁伤特性 第 1 期

在混凝土-填砂界面反射后均会明显衰减，沉箱码头主要受到冲击波和第一次反射的压力荷载，因此，沉
箱码头的损伤形成时间略大于 2 倍的冲击波在沉箱码头内传播时长。

Damage

1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
t=0.4 ms t=0.8 ms t=1.8 ms t=4.6 ms t=13.6 ms
图 13 码头变形与毁伤过程
Fig. 13 Process of the deformation and damage of wharf

5 结 论

基于沉箱码头模型试验和数值模拟技术，开展了水下接触和近场爆炸 2 类典型情况下沉箱码头的
荷载特性和毁伤机理研究，通过数值模拟与试验结果的对比，验证了有限元模型的可靠性，得到了水下
爆炸作用下沉箱码头的破坏过程及毁伤特性，得到如下主要结论。
(1) 通过 LS-DYNA 建立的数值模型可较好模拟水下接触和近场爆炸下沉箱码头的毁伤现象，受限
于计算时长和有限元模型尺寸，沉箱码头的变形、断裂、爆坑、破口等明显破坏现象的模拟效果与试验
结果较为吻合，沉箱码头的细微裂缝可通过 HJC 混凝土模型中的损伤云图间接反映。
(2) 水下爆炸下沉箱码头迎爆外墙、侧墙、板均受到冲击波叠加荷载，冲击波在仓格的隔墙与填砂之
间产生反射和透射现象，横隔墙、背爆墙透射压缩波较入射压缩波升高，仓格填砂透射压缩波较入射压
缩波降低，冲击波荷载在沉箱内衰减速度由陡至缓。
(3) 水下接触和近场爆炸时，冲击波传播阶段是沉箱码头毁伤发展、形成的主要阶段，炸药起爆后，
码头迎爆面、纵隔墙、横隔墙、封仓板、管沟及侧面、面板依次出现毁伤和变形；不考虑码头上部面板破
坏后的掀飞、抛散等大范围宏观运动，沉箱码头的毁伤发展基本完成时间为 12.8～13.6 ms，略大于 2 倍
的冲击波在沉箱码头内传播时长。
(4) 水下接触爆炸和近场爆炸下沉箱码头的毁伤区域和破坏特征基本一致，近场爆炸下码头的毁伤
程度大幅降低。沉箱码头的迎爆外墙和近炸药侧面板是主要破坏区域，破坏特征为迎爆面正对炸药处
的椭球形爆坑及破口，近炸药侧码头面板与管沟连接区域的横向通长裂缝和纵向裂缝，近炸药侧码头面
板断裂并被掀飞；沉箱码头侧墙和仓格内纵横隔墙损伤较为轻微，侧墙由迎爆面向码头面板形成 45°斜
裂缝，仓格内横隔墙中部、纵横隔墙连接区域产生变形、裂缝等轻微损伤。

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