聚能破冰对桥墩的影响及其数值分析

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随着人们对防凌减灾的不断深入研究,聚能破冰技术得到广泛的发展。在聚能爆破过程中,二级炮弹在冰层或水中爆炸,会对河底和冰体产生一定的冲击力,对岸边及水中建筑物都存在着风险。桥梁是水中重要的建筑,对此,本文针对聚能破冰对桥墩的影响展开以下研究:  确定研究的课题,通过查阅和总结大量与冰凌、凌灾以及爆破对建筑物影响的相关的国内外文献,了解国内外对此领域的研究现状,并掌握研究方向,为后续工作的开展奠定基础。  对冰体和桥墩的物理力学性质进行了深入的研究,并研究了多种冰体及钢筋混凝土的本构方程,进行分析对比,选定了冰体的损伤本构方程来描述聚能爆破过程中的冰体,并选用了改进的混凝土脆性破坏材料模型,该模型可真实的模拟钢筋混凝土的各种状态。  对聚能破冰技术进行概述,并针对现场试验进行分析,对比了静态、动态聚能破冰的优缺点。并对聚能破冰时对周围人员以及建筑物等的影响采取了控制分析与防护措施,在聚能破冰时,在破冰效果最优化的同时,要考虑地震效应,空气冲击波以及飞冰等带来的危害。  通过 ANSYS/LS-DYNA数值模拟技术,对桥墩与不同距离炸点爆破进行有效的数值模拟,总结了聚能破冰对桥墩产生的影响,得出了不同距离时,桥墩所受的最大值应力曲线,并对C30钢筋混凝土桥墩临界破坏时的模型进行详细的分析与总结,在聚能破冰时,对桥墩实施安全破冰具有主要指导作用。  通过对计算程序的验算,应用数值模拟计术得到了与其实验数据吻合超压曲线,并对聚能爆破对冰体破坏范围进行理论计算,得到的结果与现场试验破冰范围以及数值模拟破冰范围吻合,证实了本文技术路线以及程序模拟的可行性与正确性。同样,理论计算、现场试验与数值模拟三者相互印证,为以后聚能破冰技术的实施与发展提供了有效的依据。
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