防护结构试验基础

“岩石力学与工程研究著作丛书”序

“岩石力学与工程研究著作丛书”编者的话

序

前言

第1章 相似理论 1

1.1 相似现象 1

1.1.1 相似概念 1

1.1.2 相似内容 4

1.2 相似定理 5

1.2.1 相似**定理 6

1.2.2 相似第二定理 7

1.2.3 相似第三定理 10

1.3 相似准数 12

1.3.1 方程分析法 13

1.3.2 导出步骤 16

第2章 量纲理论 18

2.1 量纲与物理方程 18

2.1.1 量纲概念 18

2.1.2 量纲和谐 19

2.2 量纲分析原理 20

2.2.1 π定理 20

2.2.2 量纲分析法 23

2.3 量纲分析法与方程分析法的统一性 30

第3章 冲击局部作用的相似与模拟 33

3.1 冲击局部作用的相似关系 33

3.1.1 物理现象描述 33

3.1.2 低速冲击局部作用的相似与模拟 37

3.2 侵彻公式 44

3.3 高超声速局部作用的相似与模拟 46

3.3.1 射流侵彻的相似关系 46

3.3.2 超高速侵彻半无限厚靶的理论模型 48

3.3.3 统一的内摩擦流体弹塑性侵彻理论模型 51

参考文献 55

第4章 爆炸作用的相似与模拟 57

4.1 空气中爆炸作用的相似与模拟 57

4.1.1 空气中爆炸作用的相似条件 57

4.1.2 空气中爆炸作用的几何相似律 59

4.1.3 爆炸冲击波参数的计算公式 61

4.2 岩土中爆炸作用的相似与模拟 66

4.2.1 岩土中爆炸作用的相似条件 66

4.2.2 炸药爆炸的局部作用范围和整体作用荷载的计算公式 70

4.2.3 离心机模拟法 74

4.3 地下核爆炸成坑作用的相似与模拟 79

4.3.1 地下核爆炸成坑作用物理模拟基础 79

4.3.2 地下核爆炸成坑作用的相似条件 81

4.3.3 地下核爆炸成坑作用的真空室爆炸模拟 85

参考文献 88

第5章 防护结构的相似与模拟 89

5.1 防护结构弹性动力响应的相似与模拟 89

5.1.1 弹性体系动力响应 89

5.1.2 弹性体系承受爆炸动荷载作用的模拟 98

5.2 防护结构弹塑性动力响应的相似与模拟 100

5.2.1 结构弹塑性动力响应的复制模型相似律 100

5.2.2 不同材料结构动力试验的相似与模拟 103

5.3 钢筋混凝土构件抗爆作用的相似与模拟 105

5.3.1 钢筋混凝土构件抗爆作用的工作阶段与构件刚度 105

5.3.2 钢筋混凝土构件抗爆作用模拟的相似条件 107

5.4 坑道衬砌及围岩的相似与模拟 110

5.4.1 坑道围岩的模拟相似条件 111

5.4.2 地质力学模型与静力学模型 113

5.5 模型材料 115

5.5.1 适用于弹性变形范围内试验用的材料 116

5.5.2 适用于破坏试验用的材料 117

5.6 可回收松香基相似材料 120

5.6.1 可回收松香基相似材料的制备工艺 120

5.6.2 基本物理力学性能正交试验 120

5.6.3 基本力学性能测试结果及极差分析 122

5.6.4 基本力学性能测试结果的多元回归分析 124

5.6.5 容重、弹性模量强度比的调节及废料回收再利用 127

参考文献 131

第6章 结构材料的动态性能试验装置 132

6.1 霍普金森压杆 132

6.1.1 霍普金森压杆试验装置的工作原理 132

6.1.2 霍普金森压杆试验的测试方法 135

6.2 动高压装置（一级气体炮） 138

6.2.1 一级气体炮的工作原理 139

6.2.2 一级气体炮的加载关键技术 140

6.2.3 一级气体炮的加载试验方法 143

6.3 块系岩体动力特性试验装置 147

6.3.1 块系岩体动力特性试验装置的工作原理 147

6.3.2 块系岩体动力特性试验的测试方法 149

参考文献 150

第7章 抗侵爆结构试验装置 151

7.1 核爆炸压力模拟装置 151

7.1.1 核爆炸压力模拟装置的主要功能 151

7.1.2 直立圆筒式核爆炸压力模拟装置的工作原理 152

7.2 大型抗爆试验装置 154

7.2.1 大型抗爆试验装置的工作原理 154

7.2.2 大型抗爆试验的测试方法 156

7.3 爆炸冲击震动模拟装置 157

7.3.1 爆炸冲击震动模拟装置的主要功能 157

7.3.2 爆炸冲击震动模拟装置的工作原理 158

7.3.3 爆炸冲击震动模拟试验的测试方法 161

7.4 二级轻气炮 162

7.4.1 二级轻气炮的工作原理 162

7.4.2 二级轻气炮的关键技术 163

7.4.3 二级轻气炮的试验方法 168

参考文献 177

第8章 荷载效应试验装置 179

8.1 激波管 179

8.1.1 激波管的工作原理 179

8.1.2 激波管的性能与用途 181

8.2 地下核爆炸成坑效应模拟装置 182

8.2.1 地下核爆炸成坑效应模拟装置的工作原理 182

8.2.2 地下核爆炸成坑效应模拟试验的测试方法 185

8.3 深地下爆炸效应模拟试验装置 186

8.3.1 深地下爆炸效应模拟试验装置的主要功能 186

8.3.2 深地下爆炸效应模拟试验装置的工作原理 187

8.3.3 深地下爆炸效应模拟试验的测试方法 188

参考文献 191

第9章 岩土介质中的结构试验装置 193

9.1 带软硬环的土中平面波加载装置 193

9.1.1 带软硬环的土中平面波加载装置的工作原理 193

9.1.2 带软硬环的土中平面波加载装置的测试方法 195

9.2 深部围岩动静组合加载模拟装置 196

9.2.1 深部围岩动静组合加载模拟装置的主要功能 196

9.2.2 深部围岩动静组合加载模拟装置的工作原理 197

9.2.3 深部围岩动静组合加载模拟试验的测试方法 199

参考文献 201

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《防护结构试验基础》是作者团队长期在防护工程结构试验教学、科研一线工作的成果总结，系统介绍了防护结构抗爆炸冲击模拟试验的基本原理，包括相似理论、量纲理论、冲击和爆炸作用的相似与模拟、防护结构的相似与模拟等基本知识。着眼于防护工程结构试验设备和技术的发展，《防护结构试验基础》还介绍了不同防护工程动力装置的基本功能、工作原理、测量技术和特点，包括结构材料的动态性能试验装置、抗侵爆结构试验装置、荷载效应试验装置、岩土介质中的结构试验装置等新动力设备。