Page 108 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 第 10 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 10
2026 年 10 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Oct., 2026

DOI：10.11883/bzycj-2025-0357

基于修正补偿法的花岗岩与钢筋混凝土靶

在侵彻作用下的等效性 *

严子健 ，汪 维 ，刘洁宁 ，周永旺 ，欧阳鑫 1
1,2
1
1
1
（1. 宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室，浙江 宁波 315211；
2. 江汉大学精细爆破全国重点实验室，湖北 武汉 430056）
摘要： 为解决侵彻花岗岩试验中原料获取难度大、费用高的问题，开展了钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）与
花岗岩靶标的等效性研究。为确定钢筋混凝土与花岗岩靶板之间的等效关系，使用量纲分析与修正补偿法，以剩余速
度作为等效前提，获得等效厚度计算方法。依据现有试验研究，使用 LS-DYNA 软件，结合数值模拟方法，建立弹体中
速侵彻靶标的数值模型，以弹体侵彻速度和靶标厚度为变量设计典型工况，数据拟合得到花岗岩靶体与钢筋混凝土靶
体的具体等效设计公式。研究表明：建立的数值仿真模型能够较为准确地模拟弹体侵彻花岗岩和钢筋混凝土靶体过
程中弹体的剩余速度以及靶体的破坏特征；在弹体侵彻过程中，相较于钢筋混凝土靶体，花岗岩靶体的压实区和隧道
区直径更小，裂纹更细、更长、扩展速度更快，靶面上裂纹面积更大，容易形成较大的剥落弹坑；在相同侵彻条件下，花
岗岩与等效厚度钢筋混凝土靶体的破坏特征相近，破坏区域均可划分为 5 个部分；基于量纲分析与补偿修正法获得了
弹体在侵彻钢筋混凝土和花岗岩时的无量纲剩余速度函数表达式以及钢筋混凝土和花岗岩靶体的等效厚度公式；拟
合得到的花岗岩和钢筋混凝土等效靶厚系数为 1.699 66，并使用等效靶厚系数对靶厚等效设计公式进行验证，原型靶
体与模型靶体弹体剩余速度误差不超过 5%。研究结果可为弹体中速侵彻岩石靶板的等效设计提供参考。
关键词： 花岗岩；RC 靶标；弹体侵彻；等效方法；修正补偿法
中图分类号： O389; O303 国标学科代码： 13035 文献标志码： A

Equivalence study of granite and reinforced concrete targets
under penetration based on modified compensation method

1
1,2
1
1
YAN Zijian , WANG Wei , LIU Jiening , ZHOU Yongwang , OUYANG Xin 1
（1. Key Laboratory of Impact and Safety Engineering, Ministry of Education, Ningbo University,
Ningbo 315211, Zhejiang, China;
2. State Key Laboratory of Precision Blasting, Jianghan University, Wuhan 430056, Hubei, China）
Abstract: Because of the difficulty in obtaining granite materials and the high cost of conducting penetration tests on granite
targets, an equivalence study between reinforced concrete and granite targets was carried out. To establish the equivalence
relationship between the two target types, dimensional analysis and a modified compensation method were adopted, with the
projectile residual velocity taken as the equivalence criterion, and a computational method for determining equivalent thickness
was derived. Based on existing experimental data, numerical models for medium-velocity projectile penetration into reinforced
concrete and granite targets were developed and validated using the LS-DYNA software. By varying the projectile impact
velocity and target thickness in the numerical simulations, the similarities in damage characteristics between reinforced
concrete and granite targets were systematically investigated, and the corresponding failure regions were classified. On the

* 收稿日期： 2025-11-03；修回日期： 2026-01-05
基金项目： 国家自然科学基金（11302261，11972201）；江汉大学精细爆破全国重点实验室基金（PBSKL25A18）
第一作者： 严子健（2001－ ），男，硕士研究生，18067300481@163.com
通信作者： 汪 维（1983－ ），男，博士，教授，wangwei7@nbu.edu.cn

103301-1