Page 108 - 2024年第55卷第5期
P. 108
坝坝面冲击荷载特性的研究，对拱坝的抗爆设计以及抗爆性能评估有着重要意义。针对上述问题，本
文采用模型试验与数值模拟相结合的方法，对高拱坝水下爆炸冲击荷载进行系统的研究，得到了高拱
坝水下爆炸冲击荷载的典型波形、组成成分、峰值压力、比冲量以及空间分布规律等重要特征，并在
此基础上初步探讨了高拱坝抗爆计算中的爆炸荷载问题。本文的研究成果可为高拱坝和类似水工结构
的抗爆设计以及性能评估提供参考和依据。
２ 高拱坝水下爆炸模型试验
２．１ 模型制作 试验模型如图 １（ａ）所示，本次模型试验以某高拱坝为原型，浇筑了一个比尺为 １∶２００
的高 １．２ｍ的拱坝，在拱坝下面浇筑有 ３０ｃｍ厚的混凝土基座。该拱坝模型被放置于一个基坑中，基
坑长 ２．５ｍ，宽 ２．４ｍ，高 １．５ｍ。拱坝模型、基底和边墙均采用 Ｃ３０混凝土浇筑而成，混凝土配合比
３
为水泥 ∶水 ∶砂 ∶碎石 ＝ １∶０．５４∶１．９２∶３．４１，密度为 ２４００ｋｇ?ｍ ，弹性模量为 ３０ＧＰａ。
２．２ 试验工况与传感器布置 试验选用雷管（每发雷管 ＴＮＴ当量 １．０８ｇ）作为起爆源。本次试验的压
力测试系统由数据采集器以及 ＰＣＢ水击波传感器组成，传感器最大可测试压力为 ３４ＭＰａ，共振频率
大于 １０００ｋＨｚ，响应时间小于 １．５μ ｓ。为了确定水中压力传感器的位置，在基坑两侧打孔并固定铁丝，
再用防水胶带将传感器粘结在铁丝上。测试坝面压力的传感器则使用热熔胶将两头固定，尽可能使之
紧贴坝面。表 １列举了 ７次试验的起爆药量、起爆距离、起爆水深以及库前水位，试验工况以及水击
波传感器布置示意图如图 ２所示。
图 １ 高拱坝水下爆炸模型试验概况
表 １ 试验工况
试验编号 起爆药量 Ｗ?ｇ 起爆距离 Ｒ?ｃｍ 起爆水深 ｈ?ｃｍ 库前水位 Ｈ?ｃｍ
１ ３０ ５５ １１５
２ ２０ ５５ １１５
３ ７５ ３０ １１５
４ １．０８ ９０ ５５ １１５
５ １０５ ５５ １１５
６ ６０ ５５ １１５
７ ４０ ５５ １１５
３ 试验结果与分析
３．１ 水下爆炸典型压力时程曲线 本次试验共测得了不同工况下 ２３组水下爆炸压力时程曲线，图 ３
给出了 ３组典型压力时程曲线。冲击波以及气泡脉动荷载的峰值压力以及持续时间如表 ２所示。
８
— ６ ０ —
