Page 46 - 《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

型爆心距分别为 1.0、1.5 与 2.0 m，压力测点位于迎爆面几何中心位置，距离地面高度 0.25 m，测点处冲击
波入射角远小于马赫反射临界角，冲击波在压力测点位置发生正规反射，因此产生两个压力峰值。

250
Experiment 40 Experiment
200
Simulation 30 Simulation
150
Pressure/kPa 100 Pressure/kPa 20

10
50
0 0
−50 −10
2 3 4 5 3 4 5 6
Time/ms Time/ms
图 12 冲击波压力-时间曲线（测点 D1） 图 13 冲击波压力-时间曲线（测点 D2）
Fig. 12 Overpressure-time curves (Gauge D1) Fig. 13 Overpressure-time curves (Gauge D2)

图 7、图 9、图 11、图 13 分别给出了不同爆心距及尺寸建筑模型背爆面测点压力时程。实验结果显
示测点 A2、B2 和 D2 的压力曲线均在 0.6 ms 内出现相邻两个大小接近的峰值，而 600 mm 宽度模型背爆
面测点 C2 在压力峰值 1.5 ms 后出现二次峰值，且明显小于第一个峰值，数值方法也重现了上述结果。
此外，测点 B2 与 C2 所在模型爆心距相同均为 1.5 m，但是二者冲击波到时相差约 0.5 ms，反映建筑模型
尺寸对冲击波到时具有明显影响。
从图 4～13 可以看出，冲击波到时的模拟结果相比实验略小，这可能是由于数值模拟中对实验所用
T/R 炸药的参数设置有偏差导致的，但这不影响数值模拟的整体有效性。表 1 总结了实验结果和数值模
拟得到冲击波特征参数的定量对比，包含冲击波到时 t 、正压作用时间 t 、冲击波压力峰值 p 、正压冲
a
d
m
量 I，其中实验数据均为经过低通滤波处理后的结果。表 1 显示除个别测点外，t 、t 、p 和 I 的实验与模
m
a d
拟结果的相对误差分别在 3%、10%、10% 和 20% 之内，t 、t 、p 和 I 的平均相对误差分别约为 8%、
m
a
d
17%、10% 和 17%。由于爆炸冲击波与建筑相互作用过程问题的复杂性，上述误差在可接受范围内，因
此认为该数值方法能够较好地反映实验结果，尤其是模拟结果能够重现冲击波在建筑位置发生反射绕
射过程，有助于深入分析三维条件下建筑表面冲击波载荷分布。

表 1 各测点冲击波参数实验与模拟结果定量对比
Table 1 Quantitative comparison of blast wave parameters at pressure gauges
t a /ms t d /ms p m /kPa I/(Pa∙s)
测点 误差/% 误差/% 误差/% 误差/%
实验 模拟 实验 模拟 实验 模拟 实验 模拟
A1 0.86 0.72 −16.3 0.54 0.57 5.56 978.1 1 021 4.39 146.5 183.6 25.3
A2 1.59 1.44 −9.43 1.14 1.18 3.51 72.97 63.92 −12.4 30.65 37.00 20.7
B1 1.69 1.59 −5.92 0.80 0.78 −2.50 319.1 304.1 −4.70 86.24 100.0 16.0
B2 2.54 2.44 −3.94 1.78 1.40 −21.3 35.38 32.24 −8.88 29.54 32.28 9.28
C1 1.71 1.59 −7.02 0.93 1.00 7.53 363.2 304.1 −16.3 102.7 114.9 11.9
C2 3.13 2.91 −7.03 2.03 1.84 −9.36 41.56 43.06 3.61 32.17 31.78 −1.21
D1 2.88 2.66 −7.64 0.88 0.92 4.55 197.5 150.9 −23.6 50.88 63.48 24.8
D2 3.80 3.59 −5.53 1.57 1.60 1.91 24.66 27.00 9.49 25.37 26.42 4.14
G1 0.26 0.21 −19.2 0.24 0.49 104 1 299 1 172 −9.78 84.05 109.4 30.2
G2 0.64 0.64 0.00 0.59 0.64 8.47 297.4 280.2 −5.78 47.53 56.74 19.4

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