核武器封闭式地下爆炸试验可分为竖井地下核试验和平洞地下核试验两种。在平洞核试验工程中,以爆心为中心的一定范围内布置各种坑道结构,坑道相对于爆心冲击波的传播方向来讲分为两类坑道:(1)切向坑道;(2)径向坑道。当核爆发生后,爆心产生强大的冲击波,它们通过岩石介质向外传递能量。对坑道产生破坏作用。本文主要研究在相对于爆心处一定比例距离的切向坑道的破坏并对其做一定的防护结构措施。本文首先在总结历次地下核试验力学效应测试数据的基础上得出地下核爆炸波在切向坑道防护区段处的速度时程分布曲线。根据已有的试验结果,研究横向坑道的破坏规律,提出采用钢框架进行坑道主体加强防护的设计方案,由此建立核爆作用下对坑道的整体复合防护结构设计体系。文章主要对防护结构中的钢框架结构进行了理论分析,分析中考虑了材料的动态性能、构件的几何非线性、材料非线性问题。建立核爆作用下大跨度洞室内钢框架防护结构的工程计算方法,并以某一工程为例,采用ANSYS 有限元软件对围岩与复合防护结构的共同模型进行了动力响应分析,研究坑道的防护加固效果,为核试验任务完成提供保障。