Page 44 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 马 龙，等： 触地爆下建筑表面冲击波载荷的分布规律 第 4 期

界条件设为无反射边界条件，地面和建筑模型均使用刚体描述，冲击波在地面和建筑表面发生反射，并按
图 1 表述在相应位置设置冲击波特征参数测点。为充分消除无反射边界条件的影响，在建筑模型附近
预留充分空间，求解空气域大小设为 2 800 mm×3 600 mm×1 200 mm。数值模拟中使用自适应网格加密技
术，对波阵面等间断面附近压力变化梯度较大位置进行网格加密。如图 3(b) 所示，加密前空气域网格尺
寸为 8 cm，对冲击波压力变化区域网格加密 3 次，最小网格尺寸为 1 cm。

3 结果与讨论

3.1 实验与模拟结果
使用数值模拟方法对触地爆建筑表面冲击波载荷分布问题进行研究，并结合实验数据验证数值结
果置信度。图 4～13 展示了各测点压力时间历程实验与数值结果对比。实验中使用电探针法确定爆炸
零时，因此实验曲线横轴的时间零点均为炸药起爆瞬间的真实零时。数值模拟结果不仅可以较准确地
描述冲击波压力峰值，还能重现迎爆面压力峰值细节及背爆面测点压力二次峰值变化过程。

500
1 600
Experiment Experiment
Simulation 400 Simulation
1 200
300
Pressure/kPa 800 Pressure/kPa 200

400
100
0 0
−100
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0
Time/ms Time/ms

图 4 冲击波压力-时间曲线（测点 G1） 图 5 冲击波压力-时间曲线（测点 G2）
Fig. 4 Overpressure-time curves (Gauge G1) Fig. 5 Overpressure-time curves (Gauge G2)

100
1 200
Experiment Experiment
Simulation 75 Simulation
800 50
Pressure/kPa 400 Pressure/kPa 25

0
0
−25

0 1 2 3 4 1 2 3 4
Time/ms Time/ms

图 6 冲击波压力-时间曲线（测点 A1） 图 7 冲击波压力-时间曲线（测点 A2）
Fig. 6 Overpressure-time curves (Gauge A1) Fig. 7 Overpressure-time curves (Gauge A2)
图 4 和图 5 分别为地面测点 G1、G2 压力时间历程。本次实验中使用 Endevco 压阻式压力传感器，
此前已有学者通过实验研究发现 [33-35] ，部分硅压阻传感器对爆炸光敏感，距离爆源近的压阻传感器受到
爆炸强光照射后会产生明显的电信号，爆心距越近闪光响应输出越大，且输出电信号有正有负，严重影
响冲击波流场测试结果。压阻传感器产生光干扰的影响可能来自两方面原因，一为传感器内应变计元
件及其支撑结构热膨胀系数有差别，强光照射引起的温度变化将导致膜片发生变形，从而输出电压信

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