1. 引言 (Introduction)
- 背景:文章讨论了地下结构遭受导弹冲击的影响,特别是在恐怖袭击中,地下隧道系统的安全问题。
- 研究目的:评估导弹冲击对地下结构的影响,比较刚性与可变形冲击体的影响,并使用先进的仿真技术进行分析。
2. 数值建模 (Numerical Modelling)
- 几何模型:由于几何和加载的对称性,模型的四分之一被用于仿真以减少计算时间。
- 材料模型:使用了不同的材料模型,包括岩石的MAT_RHT、混凝土的MAT_CSCM_CONCRETE和钢筋及冲击体的MAT_PLASTIC_KINEMATIC。
- 加载与交互属性:建立了接触模型,包括冲击体与岩石、混凝土衬砌之间的相互作用。
- 边界条件和网格划分:基于对称性假设定义了边界条件,并详细描述了模型的网格划分。
3. 冲击加载条件的验证 (Validation of Impact Loading Condition)
- 实验验证:使用Fujikake等人对受刚性锤冲击的RC梁进行的实验测试来验证有限元模型。
- 模型对比:通过对比实验数据和数值结果,验证了模型在预测冲击力和位移方面的准确性。
4. 结果与讨论 (Results and Discussion)
- 地面和隧道损伤评估:比较了刚性与可变形冲击体对地面和隧道衬砌造成的损伤。
- 速度变化:分析了冲击过程中冲击体的速度变化,发现可变形冲击体的速度低于刚性冲击体。
- 结论:使用可变形冲击体的仿真结果更符合实际情况,减少了对地面和隧道衬砌的损伤,但计算需求更高。
5. 结论 (Conclusions)
- 研究贡献:研究了冲击体的可变形性对地下岩石隧道损伤的影响,发现使用可变形冲击体能更准确地预测损伤,尤其是在冲击刚性材料如岩石和钢筋混凝土时。
- 实际应用:建议在地下保护结构的设计中考虑非刚性材料,以提高安全协议和设计策略。
- 计算需求:虽然使用可变形冲击体的模型能提供更准确的预测,但计算时间比刚性冲击体模型长约38%。
文章通过对比刚性与可变形冲击体对地下隧道的影响,强调了在地下结构设计中考虑冲击体材料行为的重要性,并提出了提高地下结构安全性的建议。
参考文献
Khan, A., Yong, F., Yifan, J., Hajivand, R., & Dastgerdi, R. H. (2025). Damage Analysis of a Tunnel Under Rigid and Deformable Impactors. Geotechnics and Geophysics in Engineering, 43(9), 1-11. https://doi.org/10.1007/s10706-024-03022-w