Page 54 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 徐世烺，等： 超高性能混凝土板在中远距离爆炸载荷下的响应特性 第 8 期

SDOF 方法中预设的形函数所依据的在跨中形成充分发展的塑性铰状态，在预测挠度响应时出现了高估
现象。数值模拟和 SDOF 方法对 2 种工况下 UHPC 靶板跨中峰值挠度的预测结果均显示，UHPC 靶板的
损伤属于轻度损伤等级 ，反映了 UHPC 靶板优异的抗爆性能。
[4]
5 爆炸响应分析中的不确定性

5.1 材料行为变异性的影响
浇筑时，由于受到现场施工条件、原材料、浇筑和养护工艺等影响，UHPC 材料的强度具有一定的离
散性，这一点在实际工程中需要引起足够的重视。由 4.4 节的分析结果可知，在比例爆距为 1.0 m/kg 1/3 的
条件下，UHPC 靶板的损伤相对较轻，SDOF 方法的计算结果出现了一定程度的高估现象。因此，本节对
比例爆距为 0.8 m/kg 1/3 的爆炸荷载下抗压强度在 100～140 MPa 之间的 UHPC 靶板（U-100～U-140）进行
数值模拟与 SDOF 分析。
从图 16 可以看出，从试件 U-100 到试件 U-140 均出现典型的弯曲损伤特征。从试件侧面观察，随
着 UHPC 强度的提升，损伤程度呈依次降低的趋势。从试件 U-100 和 U-110 的背爆面上能够看到明显的
网格状损伤，与靶板底层钢筋分布情况一致，钢筋能够有效约束 UHPC 的变形。而试件 U-120 由于
UHPC 的强度提高，钢筋的约束作用减弱，背爆面的网格状损伤不再明显，跨中部分 UHPC 的损伤相对更
大。从试件 U-120 至试件 U-140，损伤区域和面积接近，但损伤程度随强度的提高而依次降低，充分验证
了强度对 UHPC 抗爆性能的影响。

Damage 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0
Lateral view

Back view

U-100 (100 MPa) U-110 (110 MPa) U-120 (120 MPa)
Lateral view

Back view

U-130 (130 MPa) U-140 (140 MPa)
图 16 不同强度 UHPC 靶板数值模拟结果
Fig. 16 Numerical simulation results of UHPC panels with different compressive strengths

不同强度 UHPC 靶板的跨中挠度-时间历程的数值模拟与 SDOF 计算结果如图 17 所示，相应的跨中
峰值挠度数据如表 5 所示。可以看出，随着 UHPC 材料强度的提高，跨中峰值挠度呈现出逐步减小的趋
势，反映出材料强度对靶板变形的影响。5 组不同强度靶板峰值挠度的 SDOF 计算值与数值模拟结果的

相对误差介于−6.4%～6.9% 之间，表明 SDOF 方法在预测 UHPC 靶板跨中峰值挠度方面具有较高的可靠
性。以靶板 U-120 为参考基准，抗压强度在 100～140 MPa 范围内的 UHPC 靶板的跨中峰值挠度的计算
值，在数值模拟中，相对误差范围为−15.8%～9.0%；在 SDOF 计算中，相对误差在−6.3%～6.1%。因此，由
材料强度离散性引起的跨中挠度的预测误差在可接受范围内，充分验证了数值模拟与 SDOF 方法在评
估 UHPC 靶板抗爆性能方面的可靠性和有效性。

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