Page 170 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

第 46 卷 第 9 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 9
2026 年 9 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Sept., 2026

DOI：10.11883/bzycj-2025-0263

柱形装药接触爆炸作用下钢纤维混凝土靶

成坑效应预测模型 *

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杨石刚 ，王彬刚 ，许继恒 ，方 秦 ，杨 亚 ，罗 泽 3
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（1. 陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室，江苏 南京 210094；
2. 中国人民解放军 63983 部队，江苏 无锡 214000；
3. 中国人民解放军 32573 部队，广东 东莞 523000）
摘要： 为评估柱形装药接触爆炸对钢纤维钢筋混凝土（steel fiber reinforced concrete, SFRC）结构的成坑效应，采用
光滑粒子伽辽金与结构化任意拉格朗日-欧拉流固耦合算法建立了 SFRC 靶体数值模型，研究了不同装药量 Q 和长径
比 l/d 联合作用下 SFRC 靶体的破坏模式和损伤程度，基于接触爆炸理论与量纲分析，引入爆坑系数 K 1 与 K 2 构建了爆
坑直径 D 与深度 H 随有效装药量 Q e 变化的预测模型。结果表明：不同装药量和长径比联合作用下，SFRC 靶体主要呈
爆炸成坑破坏。不同装药量情况下，当 l/d 由 1 增大至 5 时，爆坑直径 D 与深度 H 均减小了约 50%。在 Q e 小于 16 kg 范
√
K 2 随有效装药量呈幂函数衰减，而 D 与 H 则随有效装药量呈幂函数增长。在相同 Q e 条件下，成坑效应
围内，K 1 与
更集中于爆坑直径的扩展。构建的预测模型可对不同强度等级与有效装药量下 SFRC 的爆坑尺寸进行快速且较为准
确的计算，为 SFRC 结构的抗爆设计提供理论依据。
关键词： 钢纤维钢筋混凝土；柱形装药；接触爆炸；爆坑深度；爆坑直径
中图分类号： O389 国标学科代码： 13035 文献标志码： A

A prediction model for crater damage effect of steel fiber reinforced concrete
target under contact explosion of cylinder charge

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YANG Shigang , WANG Bingang , XU Jiheng , FANG Qin , YANG Ya , LUO Ze 3
（1. State Key Laboratory of Explosion & Impact and Disaster Prevention & Mitigation,
Army Engineering University of PLA, Nanjing 210094, Jiangsu, China;
2. Unit of 63983 of the People’s Liberation Army of China, Wuxi 214000, Jiangsu, China;
3. Unit of 32573 of the People’s Liberation Army of China, Dongguan 523000, Guangdong, China）
Abstract: To evaluate the crater damage effect of cylinder charge contact explosion on steel fiber reinforced concrete (SFRC)
structures, a numerical model of an SFRC target was developed by the using the smooth particle Galerkin method and a
structured arbitrary Lagrange-Euler (SPG-S-ALE) fluid-structure interaction algorithm. The failure modes and damage of the
SFRC target under different charge mass Q and length-to-diameter ratios l/d were investigated. Based on contact explosion
theory and dimensional analysis, cratering coefficients K and K were introduced to develop predictive models for the crater
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diameter D and depth H as functions of the effective charge mass Q . The results indicate that under the combined effects of
e
charge mass and length-to-to-diameter ratio, the primary failure mode of the SFRC targets is cratering damage. Under constant

charge mass conditions, as the l/d ratio increases from 1 to 5, both the crater diameter D and depth H decrease by
√
K 2 exhibit a power-law decay with
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approximately 50%. Within the range of effective charge Qₑ less than 16 kg, the K and

* 收稿日期： 2025-08-25；修回日期： 2026-01-22
第一作者： 杨石刚（1985－ ），男，博士，副教授，youngshg@126.com
通信作者： 王彬刚（1996－ ），男，博士研究生，2575667171@qq.com

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