Page 28 - 《爆炸与冲击》2026年第6期
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第 46 卷         宋    鹏，等： 激波与油气爆炸耦合作用下浅埋混凝土油库的破坏损伤模式                             第 6 期

               是由于土体的形变和破坏传递和吸收了部分冲击波能量，后者则是因为非接触式起爆导致大量冲击波
               能量在空气中传播并迅速衰减，一定程度上降低了向外传播的冲击波能量。从后续冲击波衰减情况来
               看，存在顶盖结构时，试验初始超压峰值更高但衰减更快；结构无顶盖时，试验初始超压峰值更低但衰减
               更慢，到达    PT5  测点（距离爆源      5 m）时，所有试验峰值超压水平相差不大。
                   图  15 所示为   PT1  测点处各工况下爆炸冲击波超压时程曲线，图中                     p  表示冲击波超压上升阶段出现
               的峰值。进一步分析发现，当存在壁面反射时，冲击波超压在上升阶段会存在多个峰值                                         [23] ，其中充装
               100%  柴油并加装顶盖工况和在两库体之间的土体表面起爆工况时，上升阶段存在                                   2  个峰值，这是由于
               TNT  爆炸后，冲击波以超音速向外传播，首次到达                   PT1  测点时产生第      1  个峰值，之后，由于壁面对冲击波
               的反射作用，反射波与初始冲击波叠加后到达                     PT1  测点时产生第      2  个峰值。在充装       50%  的柴油并加装
               顶  盖  工  况  下  ， 冲  击  波  超  压  时  程  曲  线  在  上  升  阶  段  出  现  了  3  个  峰  值  ， 且  与  满  库  起  爆  相  比  ， 后  续  峰  值  到  达
               PT1  测点的时间稍晚，这是由于半库起爆情况下，顶盖刚性相对较弱，因此反射冲击波波速有所降低，强
               度也有所减弱      [24-25] ，在与初始冲击波叠加后到达         PT1  测点时产生第      2  个峰值。

                      0.40                 100% diesel with cover  0.45

                      0.35                 Soil surface between                    100% diesel with cover
                                                                                   Soil surface between depots
                                          depots                 0.40              50% diesel with cover
                      0.30                 50% diesel with cover  0.35  p 1  p 2   50% gasoline without cover
                    Overpressure/MPa  0.20  cover               Overpressure/MPa  0.30  p 1 p 2  p 3
                                           50% gasoline without
                      0.25
                      0.15
                                                                 0.25
                      0.10
                      0.05                                       0.20              p 1  p 2
                        0                                        0.15
                     −0.05
                        1.0    1.5   2.0    2.5    3.0   3.5       1.20  1.35  1.50  1.65  1.80  1.95  2.10
                                       Time/ms                                    Time/ms
                                         图 15    各工况下  PT1  测点处的冲击波超压时程曲线
                       Fig. 15    Shock wave overpressure time-history curves at PT1 measurement point under various test conditions

                   对比充装     50%  的柴油并加装顶盖工况与充装              100%  的柴油并加装顶盖工况、两库体之间土体表面
               起爆工况的区别可知，充装            50%  的柴油并加装顶盖工况下出现了第                3  个峰值，这主要是因为该工况下顶
               盖与柴油液面之间存在空腔，分别在库体中部和顶部及四周形成了空气-柴油界面和空气-混凝土界面。
               爆炸产生的冲击波一部分经由混凝土顶盖反射后到达                          PT1  测点形成第    2  个峰值，另一部分则从混凝土
               顶盖透射入库内空腔，此时，由于柴油和混凝土的波阻抗均远大于空气，透射冲击波在空气-柴油界面和
               空气-混凝土界面发生强反射并不断反复叠加，最终从顶盖处绕射并沿地面传播至                                    PT1  测点，形成第     3  个
               峰值。
                   结合表    3，对各工况下      PT1  测点处的冲击波超压峰值到达时间及正压持时数据分析发现，从冲击波
               超压峰值到达      PT1  测点的先后顺序来看，充装            100%  的柴油并加装顶盖工况下，由于液体的不可压缩性，
               反射壁面接近完全刚性，因此反射冲击波强度最大、速度最快，最先到达                                  PT1  测点。随后依次是充装

               50%  的柴油并加装顶盖工况、土体表面起爆工况以及充装                        50%  的汽油且无顶盖工况。由此可见，随着
               反射壁面的刚性不断下降，爆炸冲击波到                   PT1  测点的时间逐渐延长；从正压持续时间来看，充装                     50%  的
               汽油且无顶盖工况下，正压持时最短，这是由于该工况下不存在反射壁面，冲击波不存在与反射波叠加
               的情况，在    PT1  测点处仅测得以超音速传播的初始冲击波，因此正压持时最短。相比之下，充装                                   100%  的
               柴油并加装顶盖工况下，虽然存在反射冲击波的叠加作用，可在一定程度上延长冲击波的正压持续时
               间，但由于接近完全刚性壁面反射冲击波的波速最快，该冲击波与初始冲击波叠加后以更快的速度经过

               PT1  测点，使得充装     100%  的柴油并加装顶盖的工况与充装               50%  的汽油且无顶盖工况的正压持时相比仅


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