Page 51 - 《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

回顾实验结果图 9、图 11 及表 1，实验中在 50
背爆面中心位置布置测点，测量结果显示 300 mm 40 300 mm
宽建筑背爆面测点 B2 压力曲线出现两个相邻的 B 600 mm
30 900 mm
峰值，对应图 19 中黑线，而 600 mm 宽建筑背爆 20 1 200 mm
面测点 C2 压力曲线也出现两个峰值，但是间隔 Pressure/kPa A C Infinite
时间较长，且第二个峰值较小，对应图 19 中红 10
线。此外实验测得测点 B2 压力峰值为 35.38 kPa， 0
测点 C2 压力峰值为 41.56 kPa，相对更宽建筑的 −10 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ
背爆面在部分区域的压力峰值更大，这是绕射冲 2 3 4 5 6
击波传播至建筑背爆面后相互作用时序导致的， Time/ms
与建筑的三维尺寸相关。当建筑宽度为 600 mm 图 19 不同宽度建筑背爆面中心位置测点压力时程曲线
时，背爆面的 3 个波近似在中心位置汇聚，因此 Fig. 19 The overpressure-time curves at center gauges on rear
测得压力峰值最大。对于其他宽度的建筑背爆 face of building with different width
面，通过分析背爆面绕射波传播过程，即可近似确定背爆面上最大超压峰值出现的高度及对应最大超压。

3.3 建筑背爆面最大超压载荷
如图 20 所示，假设爆炸源触地且正对建筑迎爆面放置，记爆心距为 d，建筑宽度为 w，高度为 h，沿冲
击波传播方向长度为 l，背爆面最大峰值出现的高度为 h 。炸药起爆后冲击波以球形波阵面向外传播，
m
首先到达建筑物迎爆面，经绕射后传播至建筑背爆面。首先考虑爆心距无穷大的情况，此时到达建筑物
表面的冲击波简化为平面波，冲击波同时到达背爆面的顶边和侧边。对平面波而言，背爆面上各冲击波
波速一致，即图 20(b) 中 3 个波同时以相同速度向背爆面中心移动，因此最大超压高度为 3 波交汇位置，
与建筑几何相关，可以表示为：
®
h(1−w/2h) w≤2h
h m = (8)
0 w＞2h
当 w＞2h 时，从顶边由上向下传播的波 1 将首先与地面反射，因此最大超压峰值总是出现在地面附
近，即 h =0。
m
实际上当爆心距为有限距离时，球形波阵面使得背爆面上各冲击波不再同时到达，因此最大超压高
度 h 无法用式 (8) 简单表达。如图 20(a) 所示，爆心分别距建筑物迎爆面侧边和顶边的距离 d 和 s d 为：
t
m
√
»
2
2
2
d s = d +(w/2) , d t = d +h 2 (9)
冲击波到达迎爆面各边后发生绕射，沿着建筑厚度方向继续传播，当冲击波到达建筑背爆面时再次
发生绕射。如图 20(c)～(d) 所示，当冲击波发生两次绕射后，根据几何关系，顶部冲击波和侧边冲击波经
绕射后在背爆面测点位置的等效近似传播距离分别为 [36] ：
R t = (d t +l+r t )(1+sinθ t )(1+sinα t ) (10)
R s = (d s +l+r s )(1+sinθ s )(1+sinα s ) (11)
因此，在测点位置的绕射冲击波强度可用式 (5) 分别近似表示为：
[ 2 ]
808p 0 1+(Z t /4.5)
(12)
p t = √ √ √ 2
1+(Z t /0.048) 2 1+(Z t /0.32) 2 1+(Z t /1.35)
[ 2 ]
808p 0 1+(Z s /4.5)
p s = √ 2 √ 2 √ 2 (13)
1+(Z s /0.048) 1+(Z s /0.32) 1+(Z s /1.35)
式中：p 为环境压力，Z = d /W 1/3 和 Z = d /W 1/3 分别为等效比距离，W 为炸药当量，同时根据式 (6) 可以计
0
s
s
t
t
算得到绕射冲击波在测点位置的到时。
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