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瓦斯爆炸隧道内冲击波特征及衬砌损伤机制数值研究
作者姓名:李志鹏  韩龙强  崔柔杰  陈文
作者单位:(1. 北京科技大学土木与资源工程学院, 北京 100083;2. 玉溪市晋红高速公路投资发展有限公司, 云南 玉溪 653100)
摘    要:为探究隧道瓦斯爆炸致灾机制,以成都洛带古镇隧道瓦斯爆炸为工程背景,基于等效爆能理论对隧道内积聚瓦斯进行量化研究,采用LS-DYNA中ALE技术建立与隧道几何结构一致的流固耦合数值模型,以RHT模型模拟衬砌并修正关键参数,研究隧道内冲击波特征并与经验解析式计算结果对比,同时将衬砌损伤特征的数值模拟结果与现场调研情况进行对比。结果表明: 1)流固耦合模型可以再现隧道内的爆炸过程; 2)受衬砌约束,爆炸冲击波在隧道内发生反复、无规则反射,致使其强度剧增、衰减缓慢且流场复杂,曲边墙脚处的反射效应最强; 3)爆心距5 m范围内的衬砌在冲击波剧烈冲压作用下完全破坏,5~10 m的衬砌在较高压、拉应力共同作用下严重受损,10 m外的衬砌主要在较高拉应力下形成损伤裂缝。经对比,衬砌损伤的数值模拟结果与现场情况基本一致。

关 键 词:瓦斯隧道  流固耦合效应  等效TNT当量  爆炸冲击波  衬砌损伤  
收稿时间:2018-03-09
修稿时间:2018-08-09
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