爆炸荷载作用下岩石-混凝土-钢板层状结构的局部响应分析
爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁毁伤判据研究
爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁毁伤判据研究汪维;刘瑞朝;吴飚;李林;黄家蓉;王幸【摘要】为研究钢筋混凝土梁在爆炸波作用下的毁伤判据,对两种尺寸的钢筋混凝土梁在缩比条件下进行了不同爆炸距离作用和装药量下的试验研究.试验中以高层和框架结构中最常见的两种梁为研究对象,通过11次独立的爆炸试验,观测了钢筋混凝土梁在不同装药量下的破坏模式和破坏特征.研究结果表明:钢筋混凝土梁在近区爆炸荷载作用下,在同一爆高下,随着装药量的增加,梁的破坏程度逐渐增加,破坏模式由迎爆面中心两侧少量混凝土脱落和背爆面少量断裂裂纹逐渐增加为迎爆面倒三角锥形式混凝土压碎弯曲破坏,背爆面出现三角锥裂纹和背爆面少量混凝土脱落破坏,最终迎爆面和背爆面三角锥破坏区域贯通形成中心区域压碎崩塌弯曲破坏;崩塌区域的尺寸随着装药量增加而逐渐增加.近区爆炸(以爆距0.5m为例)作用下,试验钢筋混凝土梁的毁伤判据为:当比例爆高Z＞0.4 m/kg1/3时,梁遭受到轻微破坏;当比例爆高0.3 m/kg1/3＜Z＜0.4 m/kg1/3时,梁遭受到中等破坏;当比例爆高0.28 m/kg1/3 ＜Z＜0.3m/kg1/3时,混凝土梁遭受重度破坏;当比例爆高Z＜0.28m/kg1/3,梁遭受严重破坏.在近区爆炸作用下,钢筋混凝土梁的破坏不仅依赖于爆炸比例距离,还与爆高有关,同一比例距离下爆高越大,梁试件的破坏越严重.研究结果可为工程应用及毁伤评估提供参考.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)008【总页数】9页(P1421-1429)【关键词】兵器科学与技术;爆炸荷载;钢筋混凝土梁;破坏模式;毁伤判据【作者】汪维;刘瑞朝;吴飚;李林;黄家蓉;王幸【作者单位】总参谋部工程兵科研三所,河南洛阳471023;总参谋部工程兵科研三所,河南洛阳471023;总参谋部工程兵科研三所,河南洛阳471023;总参谋部工程兵科研三所,河南洛阳471023;总参谋部工程兵科研三所,河南洛阳471023;总参谋部工程兵科研三所,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】O383在钢筋混凝土结构构件表面附近爆炸时，产生的爆炸波会对结构构件造成损伤和破坏。
爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的破坏形态研究
爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的破坏形态研究随着公路桥梁建设的不断发展,战争和偶然事故引发的桥梁爆炸事故越来越严重。
桥梁结构在爆炸冲击荷载作用下的抗爆研究也随着当前日益升温的保障安全生产和预防恐怖主义等国内外形势发展而变得日趋活跃。
钢筋混凝土梁是桥梁工程中得到广泛应用的一种基本构件,研究其在爆炸载荷作用下的塑性变形响应及破坏情况成为桥梁工程领域中的新兴课题。
本文深入研究了爆炸现象、爆破冲击波等的基本特点、规律;提出了爆炸荷载作用下,钢筋混凝土结构的破坏机理,基于流体力学的基本理论,确定了合理的爆轰波的计算参数:结合钢筋混凝土结构有限元分析理论,采用大型有限元ANSYS计算程序,建立了钢筋混凝土梁的有限元计算模型,利用脉冲荷载模拟爆炸冲击波,对梁体在爆炸荷载作用下塑性变形和破坏形态进行了系统分析;同时,通过分析爆速、混凝土强度、主梁配筋率等基本参数,总结了在爆炸荷载作用下,梁体破坏形态的主要影响因素。
本文的研究结果对预测桥梁整体结构的塑性变形、提高结构的抗爆能力具有重要的工程应用价值。
爆炸作用下混凝土板破坏数值模拟
第 59卷 第 4期
有 色 金 属 (矿山部分 )
2007年 7月
爆炸作用下混凝土板破坏数值模拟
1 模型建立与参数确定
1. 1 物理模型 板状结构介质采用混凝土板 ,模型由炸药 、密实
张 猛 硕士 河北唐山 063009
土层 、空气层和混凝土板 4部分组成 。其中炸药 、土 和空气 3种材料采用欧拉 ( Euler)网格建模 ,单元使 用多物质 ALE算法 ,允许在同一个网格中包含多种 物质 。混凝土板采用拉格朗日 (Lagrange) 网格建 模 ,混凝土板与空气和土介质间采用耦合算法 。将 混凝土板 、药包 、空气层 、土介质视为标准的理想体 介质 ,其性质是具有各向同性的连续性均匀介质 。 在整个分析过程中忽略土的重力作用 ,假设爆轰产 物的膨胀是绝热过程 。
工程爆破中 ,经常遇到的混凝土地面 、地坪及池 壁的爆破 ,大多数属于薄板破坏问题 。目前 ,对钢筋 混凝土板 、素混凝土板 、冻土层和冰层等板状结构介 质的爆破 ,常利用放置在波阻抗较小的约束介质中 的炸药包的爆炸能量爆破邻近的高阻抗介质 ,即通 过埋置于某种约束介质的药包的爆炸能量以达到破 坏另一种介质为目的的爆破方法 。该类型爆破在实 际工程中有着广泛的应用 。如拆除大面积的混凝土 地坪 、底板等薄壁结构 ,飞机场跑道等 。在我国北 方 ,在冻土层上施工时 ,往往需要首先进行冻土层的 爆破 。我国黄河流域的上游地区 ,由于冬季气候寒 冷 ,黄河水封冻 ,而到次年春天的黄河解冻期间 ,为 了防止形成冰墙而导致黄河水泛滥 ,经常要采取爆 破冰层来疏通河道 。在城市爆破拆除中 ,也经常采 用该类型爆破方法拆除薄壁结构建筑物 。
爆炸冲击载荷下钢板-混凝土组合结构的动态性能和破坏机理研究进展
2021年第3期3月混凝土与水泥制品CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS2021 No.3M arch爆炸冲击载荷下钢板-混凝土组合结构的动态 性能和破坏机理研究进展秦彦帅！，曲艳东！，2,李继野2,张瑞雪！，于跃 1(1.辽宁工业大学土木建筑工程学院，辽宁锦州121001;2.大民族大学土木工程学院，辽宁大连116650)摘要：钢板-混凝土组合结构（S P C C S)是一种具有自重轻、延性和抗力高、施工简便和经济效果显著等优点的新型混凝土组合结构。
爆炸冲击载荷作用下S P C C S的力学性能与常规载荷作用下的结构性能相比，存在较大区 别。
论述了S P C C S的构成特性与分类，从理论、试验和数值模拟三个方面综述了爆炸冲击载荷作用下S P C C S的动 力响应和损伤破坏的最新研究成果，并对其未来发展趋势进行了展望。
关键词：钢板-混凝土组合结构；抗剪连接件；爆炸载荷；动力响应；抗爆性能中图分类号：TU398 文献标识码：A doi：10.19761/j.1000-4637.2021.03.082.06Research Progress on Dynamic Performances of Steel Plate-concrete CompositeStructures Under Blast LoadsQIN Yan-shuai1,QU Yan-dong1,2,LI Ji-ye2,ZHANG Rui-xue1,YU Yue1(i.S c h o o l o f C iv il and A rc h ite c tu ra l E ng in e e rin g, L ia o n in g U n iv e rs ity o f Technology, Jinzhou 121001, C hina; 2.C ollege ofC iv il E ng in e e rin g,D a lia n M inzu U n iv e rs ity, D a lia n116650, China)Abstract：As a new type o f com posite stru cture, steel plate -c o n c re te com posite structure (SPCCS) has ce rta in advantages, such as lig h t w eigh t, h ig h d u c tility and resistance, sim ple co n stru ctio n and s ig n ific a n t econom ic effect. The m e chanica l properties o f SPCCS u n d e r blast loads are d iffe re n t fro m those u n d e r con vention al loads. The com position ch a racte ristics and c la ssifica tio n o f SPCCS are discussed in enginee ring fie ld s, and the latest research results o f dyn am ic response and fa ilu re o f SPCCS u n d e r blast loads are sum m arized fro m three aspects o f theory, exp erim e nt and n u m e rica l sim u la tio n, and the developm ent tre n d o f SPCCS in the fu tu re is prospected.Key words：Steel plate -c o n c re te com posite stru cture; Shear connector; B last load; D ynam ic response; A n ti -explosion perform ance0 前言近年来，特殊基础设施如核电工程、地下工程、近海结构和海洋6台等不断涌现。
爆炸载荷作用下混凝土板的破坏机理分析
药 ， 补『 炸 药密度 为 １ ０ ｇｍ ． 炸实 验 方案 该 ｒ ｒ ０ｋ／ 爆 ６
示意 图如 图 １所 示 ． 验 中一 系 列测 试 结 果 表 明 ， 实 试验 中炸 药爆 速 稳定 在 ６７ ０～６７ ０ｍ ｓ 每组 爆 ０ ４ ／ ．
值 的分析方 法 ． 而从经 验公 式来看 ， 真正 可使 用 的也 很少 ， 相互 间误差很 大 ， 没有 可 比性 ． 的来 说 ， 总 由于混 凝 土材 料本 身 的复杂性 和震 塌破坏 试验 测试 困难 ， 内外 震塌试 验数据 很少 ， 有很多 问题需 要进 一步澄 国 还 清， 如爆炸 作用下 混凝 土波传 播特性 、 坏机 理 ， 破 混凝 土 抗压 强度 、 混凝 土 抗 拉强 度 等 等对 破坏 效 应 、 震塌
炸试验后 ， 对试 样进行 回收观测 ． 将
仅 结 整 产 冲作 ， 产 大 变 和 对 构 体 生 击 用使 生 的 形 之
・
震塌试验结果表明 ， 试件表 面的接触爆炸 ， 不
———— Ｌ——— ｌ
图 １ 爆炸实验 方案 示意 图
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ ２ １ — ９— ５
第３卷 第 ｌ １ ０期
２１ 年 １ ０１ ２月
绍
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文
理
学
院
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Ｊ ＯＵＲＮ ＨＡＯＸＩ ＡＬ ＯＦ Ｓ ＮＧ ＵＮＩ ＥＲ Ｉ Ｙ Ｖ ＳＴ
爆 炸 载荷 作 用 下 混凝 土 板 的破 坏 机 理分 析
爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动力响应的数值模拟
ｄ ｔｎ ｔ ｎ ｉ ａ ｔ ｏ ＲＣ ｍｅ ｅ ｓ ｃ ｎｅ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ￣ ｃ ｌ ｓ ｏ ｔ ｅ ｂａ ｔ ｐ ｉ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｄｆ ａ ｔｉ ａ ｔｃ ｌ ｂ ｅ ｌｃｅ ． Ｔ ｅ ｅｏ ａｉ ｏ ｍｐ ｃ ｍｂ ｒ ｉ ｅ ｔｒ ｄ ｏ ｈ ｕ ａ ｅ ｃｏ ｅ ｔ ｈ ｌｓ ｏ ｎ ， ｔ ｎ ｈ ｉ ｒ ｃ ｍｐ ｃ ａｌ ｅ ｎ ｇｅ ｔｄ ｈ
ｆｉ ｒ ｆＲ ｍｂ ｒｏ ｃ ｒ ｍｏ ｅｐ ｓｉ ｌ ｔ ｈ ｄ ｌ ｏ ｉ ｏ ｈ ｎ ｔ ｅ ｅ ｄ ， ｈ ｌ ｈ ｈ ａ ａｌｒ ｏ ｋ ｉ ｅｖ ｒａ Ｔ ｅ ｎ ｍｅ ｃ ａｌ ｅ ｏ Ｃ ｍｅ ｅ ｕ ｓ ｒ ｓｂｙ ａ ｅ ｍｉ ｄ ｅｐ ｓ ｉｎ ｔ ａ ｈ ｎ ｓ ｗ ｉ ｔ ｅ ｓ ｅ ｒｆ ｕ ｅ ｗ ｒ ｓｖ ｃ ｅ ｓ ． ｈ ｕ ｒ ａ ｕ ｃ ｏ ｔ ｔ ｅ ｉ ｉｌ ｓｍｕ ａｉｎ ｒｓ ｔ ｒ ｏ ｓｓｅ ｔ ｔ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ａａ Ｔ ｅ ｎ ｍｅ ｉ ａ ｔｓ ｔ ｏ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈ ｒｓ ｎ ａ ｅ ｎ ｅ ｕ ｅ ｏ ｉ ｌ ｔ ｅ ｕ ｓａ ｅ ｃ ｎ ｉｔｎ ｈ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｄ ｔ ． ｈ ｕ ｒｃ ｅ ｔｍｅ ｈ ｉ ｔ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｐ ｐ ｒａ ｎ ｂ ｓ ｄ ｔ ｏ ｌ ｉ ｗ ｉ ｌ ｌ ｄ ｏ
Ｚ Ｏ Ｑｎｌ ，Ｉ ｉ Ｕ ｉｇ ｎｅｉ ，ｈｎｈ ｉ ｔ ｇＵ ｉ ｒｔ，ｈｎ ｈｉ ２０ ４ ，ｈｎ ） Ｄ ｐｒ ｎ ｏ ｖ ｎｉｅｒ ｇ Ｓａ ｇａ Ｊ ｏ ｎ ｎｖ ｓ ｙＳ ａｇａ ０ ２ ０ Ｃ ｉａ ｍ Ｃ ｌ ｎ ｉ ａｏ ｅｉ
的破 坏 机 理 和 研 究 构 件抗 爆 能力 。
关键词 ： 爆炸荷载 ； 钢筋混凝土构件 ； 数值模拟 ； 有限元算法
爆炸荷载下钢筋混凝土柱的动力响应及破坏形态分析
２ ｃ ｏ ｌ ｆＣ ｖｌ ｇｎ ｅ ｉｇ， ’ ｎ Ｕｎ ｖ ｒｉｙｏ ｃ ｉ ｃ ｕ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｘｉａ １ ０ ５ Ｃｈ ｎ ） ．Ｓ ｈ ｏ ｉｉ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ Ｘｉａ ｉｅｓｔ ｆＡｒｈｔ ｔ ｒ ｏ ｅ ｃ ｎ ｌｇ ’ｎ ７ ０ ５ ， ｉａ
Ｖｏ ＿ ． ｌ ８ Ｎｏ ５ Ｏｃ ． ０ ７ ｔ２ ０
文章 编号 ：１ ０ — ４ ３ ２ ０ ） ５ ０ ２ — ５ ０ ９３ ４ （ ０ ７ ０ — ５ ５０
爆炸荷 载下钢筋 混凝土柱 的动 力响应 及 破 坏 形 态 分 析
魏 雪 英 白 国 良 ＇
（ ． 安 大 学 建 筑 工 程 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ６ ；．西 安 建 筑 科 技 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 西 西 安 ７０ ５ ） １长 陕 １０ １２ 陕 １ ０ ５
土柱 的影响 均 可以 忽略不 计 。
关键 词 ： 炸荷 载 ； 筋混 凝 土柱 ； 性损 伤 模 型 ；应 变率效 应 ；折 合距 离 爆 钢 脆
中图分 类号 ： Ｕ３ ５ ２ Ｔ ７ ． 文献 标 识码 ：Ａ
Ｄｙ ａ ｃ ｒ ｓ ｏ ｓ ｎ ａ ｌｒ ｄ ｓ ｏ ｏ ｕ ｎ ｅ ｌｓ ｏ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ａ ｄ ｆ ｉ ｅ ｍｏ ｅ ｆＲＣ ｃ ｌｍｎ ｕ ｄ ｒｂ ａ ｔｌａ ｕ
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第８ 第 ５ 卷 期
爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应及抗爆加固研究
爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应及抗爆加固研究李鹏飞;田超;赵耀辉;强霖
【期刊名称】《重庆建筑》
【年(卷),期】2024(23)4
【摘要】某些工业厂房对构件抗爆有特殊需求,需对构件进行抗爆设计。
淄博某石化企业因增设化工设备,厂房内的局部混凝土柱需承受爆炸冲击荷载,则相关范围内的混凝土柱应进行抗爆加固处理。
该文使用有限元软件通过对钢筋混凝土柱采用不同碳纤维布加固方式(封闭缠绕粘贴、侧面粘贴)的破坏模式、动力响应分析发现,当构件受初始冲击作用时,应力较大位置集中于两端,此时构件以剪切变形为主;采用全截面围贴加固钢筋混凝土柱时,碳纤维布作用同于柱内纵向钢筋,并可提供围箍效应,类似于柱内受剪箍筋,故相比于对面粘贴的加固方式可明显改善构件的延性。
研究可为同类型混凝土柱的抗爆加固设计提供相关数据支持,并具有一定的借鉴意义。
【总页数】3页(P48-50)
【作者】李鹏飞;田超;赵耀辉;强霖
【作者单位】淄博市建筑设计研究院有限公司;淄博市鲁中勘察设计审查咨询中心;山东省物化探勘察院
【正文语种】中文
【中图分类】TU375
【相关文献】
1.爆炸荷载的数值模拟及近爆作用钢筋混凝土板的动力响应
2.单侧隧道内爆炸荷载作用下双线地铁隧道的动力响应与抗爆分析
3.爆炸荷载下钢筋混凝土柱的动力响应及破坏形态分析
4.CFRP加固砌体填充墙抗燃气爆炸泄爆荷载的优化设计及动力响应
5.爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式
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爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式
爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式在爆炸荷载作用下具有独特的特征。
本文将详细介绍爆炸荷载对钢筋混凝土柱的动力响应以及可能导致的破坏模式。
首先，钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的动力响应主要包括两个方面，即冲击荷载引起的整体位移响应和爆炸荷载引起的振动响应。
冲击荷载是指爆炸荷载作用下形成的冲击波传播到钢筋混凝土柱时产生的力的瞬时作用。
这种冲击荷载会导致钢筋混凝土柱产生较大的位移响应。
位移响应包括柱体的整体位移、挠度和变形等。
冲击荷载引起的位移响应主要受到钢筋混凝土柱的刚度、质量和冲击物的强度等因素的影响。
振动响应是指钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下由于冲击荷载的振动作用产生的振动现象。
振动响应包括柱体的振频、振幅和振型等。
爆炸荷载引起的振动响应主要受到钢筋混凝土柱的频率特性和耐震性能等因素的影响。
振动响应不仅会导致钢筋混凝土柱整体的振动，还会引发柱体内部钢筋的滑移、混凝土的开裂和破碎等。
其次，爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱可能出现多种破坏模式。
根据破坏的性质和范围，可以分为整体破坏和局部破坏两种情况。
整体破坏是指钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下发生的完全破坏，柱体失去承载能力。
整体破坏一般分为冲击波作用下的冲击破坏和爆炸荷载作用下的挤压破坏两种。
冲击破坏是指当冲击波传播到柱体时，冲击力对柱体产生的瞬时作用，超过了柱体的承载力，导致柱体整体失去承载能力。
冲击破坏主要是由于冲击荷载作用下柱体的刚度不足或冲击物的强度较大导致的。
挤压破坏是指爆炸荷载作用下，柱体受到较大的振动力，导致地面或其他约束条件下柱体的挤压受力过大，从而导致柱体整体失去承载能力。
挤压破坏主要是由于振动荷载导致柱体在地面或其他约束条件下的挤压作用引起的。
局部破坏是指钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下发生的钢筋滑移、混凝土开裂和破碎等局部破坏现象。
局部破坏不会导致柱体整体失去承载能力，但会降低柱体的耐久性和稳定性。
爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱和板动力响应及损伤评定的数值模拟
爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱和板动力响应及损伤评定的数值
模拟
钢筋混凝土柱和板作为钢筋混凝土框架结构中的主要构件,其抗爆性能直接影响到整个框架结构在爆炸荷载作用下的安全性。
本文使用有限元软件
LS-DYNA3D研究了钢筋混凝土柱和板在爆炸荷载作用下的动力响应及损伤程度,主要结论如下：(1)钢筋混凝土柱在爆炸荷载冲量不变的情况下,随着荷载超压峰值的提高,当荷载由动力荷载变为冲量荷载时,柱的破坏模式会从中部弯曲破坏转变为端部剪切破坏。
(2)根据载荷作用后结构的剩余承载力,引入损伤度评定钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的损伤情况。
由柱在不同损伤程度时的超压渐近线和冲量渐近线绘制出压力-冲量曲线(P-I曲线),并用以预测柱在任意爆炸荷载
作用下的损伤程度。
(3)考虑钢筋混凝土柱的设计参数对其抗爆性能的影响,通过改变混凝土立方体抗压强度、增加纵筋配筋率和缩小箍筋间距可以有效地提高钢筋混凝土柱的抗爆性能。
但当其超过一定范围后,对钢筋混凝土柱的抗爆性能提高极为有限。
(4)研究了双向布筋钢筋混凝土板在爆炸荷载作用F的动力响应。
当炸药沿着板中面向边界方向移动时,板的破坏模式由板中心弯曲破坏变为板支座处的剪切破坏,同时板的损伤程度也在增加；其破坏模式及损伤程度还与板内钢筋构造形式、支座模式及炸药当量等参数相关；全跨长布置负弯矩钢筋可以明显地提高板的抗爆性能。
爆炸作用下钢筋混凝土板破坏特性数值分析
表 1 混凝土板有限元网格信息
模型尺寸/mm
单元尺寸/mm
1000×700×650
10
800×500×130
10
750×450×80
10
单元个数 455000 52000 840
2.2 应力波传播规律 炸药在空气中爆炸后，将会在一瞬间转化成高
温高压的爆轰产物，之后与周围空气一同膨胀，并 迅速向外冲击，促使局部压力和温度急剧上升，形 成空气冲击波。爆炸现象显示，随着波的传播，正 压区不断拉宽，冲击波波阵面压力初期衰减迅速， 后期衰减变缓，此现象符合理论预期。
（2）边界条件。设置简支条件边界条件，对 混凝土板两端进行 y 轴向位移的约束。
受于计算机计算能力的限制，空气模型不可射边界条件，确保计算过程中，空气模型的 边界不发生应力波的反射现象。
（3）沙漏模型。采用 5 号沙漏（*HOURGLASS） 控制模型，即“对固体单元进行精确体积积分的
图 3 为空气单元的压力时程曲线，选取距离炸 药位置 0.1～0.4 m 范围内由近及远的 5 个空气单 元。可以看出，空气冲击波的超压峰值随着与爆心 距离的增加而迅速衰减，出现的时间也有明显的 延迟。
基于以上背景，本文采用 ANSYS/LS-DYNA 有限元软件，建立了 TNT 炸药、空气、钢筋、混 凝土板的三维有限元模型，结合炸药-空气-结构之 间的流固耦合相互作用，对钢筋混凝土板在接触爆 炸作用下的动态响应过程进行了仿真模拟，研究了 接触爆炸作用下钢筋混凝土板的损伤机理和破坏 特征。
1 有限元模型及参数
ISSN 1671-2900 CN 43-1347/TD
采矿技术 第 18 卷 第 5 期 Mining Technology，Vol.18，No.5
爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为与损伤破坏机理共3篇
爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为与损伤破坏机理共3篇爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为与损伤破坏机理1爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为与损伤破坏机理爆炸荷载是一种突发的、强烈的动载荷，对钢筋混凝土结构的破坏具有极大的威胁。
在爆炸荷载作用下，钢筋混凝土结构会发生动态响应行为，产生强烈的应力、应变和变形，进而导致结构的严重损伤和破坏。
一般来说，爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为具有以下特征：1. 高频响应：爆炸荷载是一种高频的动载荷，会引起结构的高频振动和响应。
这种高频振动和响应可以导致结构的局部损伤和破坏。
2. 非线性响应：爆炸荷载作用下，钢筋混凝土结构的响应是非线性的，结构的刚度和阻尼特性随着荷载的增加而变化，进而影响结构的响应。
3. 冲击荷载：爆炸荷载是一种冲击荷载，会引起结构的瞬时变形和应力；同时，由于爆炸荷载的瞬时性，结构的响应特征具有一个冲击响应过程。
4. 局部响应：爆炸荷载作用下，钢筋混凝土结构的响应是局部的，即结构的不同部位会受到不同的响应，进而导致结构的局部损伤和破坏。
钢筋混凝土结构在受到爆炸荷载作用下，会发生不同程度的损伤和破坏。
其损伤破坏机理可以分为以下几个方面：1. 压力波作用：爆炸荷载会引起压力波的形成，压力波的强度与荷载的大小和荷载的距离有关。
当压力波传播到钢筋混凝土结构时，会引起结构的瞬时变形和应力，进而导致结构的损伤和破坏。
2. 冲击作用：爆炸荷载是一种冲击荷载，冲击作用会引起结构的瞬时变形和应力，进而使结构发生破坏。
3. 爆炸火焰作用：爆炸火焰作用下，钢筋混凝土结构会受到高温和高热流的影响，进而导致结构的局部破坏和强度降低。
4. 破片作用：爆炸荷载会产生大量碎片和飞溅物，这些碎片和飞溅物对结构的损伤和破坏也具有不可忽视的作用。
总之，钢筋混凝土结构在受到爆炸荷载作用下，其动态响应行为和损伤破坏机理都具有很大的复杂性和多样性。
因此，针对不同的爆炸荷载和结构形式，需要采用不同的分析方法和防护措施，以最大限度地减少结构的损坏和破坏。
爆炸荷载作用下地下结构的局部层裂分析
爆炸荷载作用下地下结构的局部层裂分析
李秀地;郑颖人;徐干成
【期刊名称】《地下空间与工程学报》
【年(卷),期】2005(1)6
【摘要】为弄清实际厚度地下结构在爆炸荷载作用下的局部层裂机理,基于层状介质中应力波的传播理论,提出了地下结构典型组合形式的局部层裂破坏模型。
通过实际算例,分别得到了软岩、硬岩情况下地下结构中的应力波历史曲线,分析了岩石性质对地下结构局部层裂的影响。
分析方法与结论对类似问题也有参考价值。
【总页数】4页(P853-855)
【关键词】爆炸荷载;层裂;地下结构
【作者】李秀地;郑颖人;徐干成
【作者单位】后勤工程学院军事建筑工程系;空军工程设计研究局
【正文语种】中文
【中图分类】O383.1
【相关文献】
1.爆炸荷载作用下地下结构杭层裂钢板机理分析 [J], 李秀地;徐干成;郑颖人
2.近距爆炸作用下叠层复合夹芯板局部层裂破坏的理论研究 [J], 唐廷;韦灼彬;朱锡;侯海量
3.混凝土地下结构在爆炸荷载作用下的数值分析 [J], 李武;王立永
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5.爆炸荷载作用下内衬钢板的混凝土组合结构的局部效应分析 [J], 柳锦春;方秦;张亚栋;赵晓兵
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爆炸载荷作用下混凝土靶板动态响应的细观模拟
爆炸载荷作用下混凝土靶板动态响应的细观模拟徐柳云;张元迪【期刊名称】《爆炸与冲击》【年(卷),期】2022(42)12【摘要】考虑到一些对裂纹要求较严格的混凝土结构可能遭受到冲击载荷的威胁,利用混凝土三维细观力学模型对混凝土板在炸药爆炸(接触爆炸、封闭爆炸)载荷作用下的响应和破坏情况进行数值模拟,并就影响靶板内裂纹扩展结果的因素展开参数讨论。
模型考虑了混凝土材料的内部细观结构(包括粗骨料体积分数、尺寸、级配等)以及三相材料力学性能的影响,准确地预测了混凝土板在2种爆炸条件下的裂纹形貌和开坑尺寸。
通过与宏观均质模型的模拟结果进行对比可知,细观模型预测的接触爆炸条件下混凝土靶板的开坑形态、尺寸,以及封闭爆炸条件下混凝土盖板的主裂纹数量,均与实验观察更为贴近。
此外,参数研究结果表明,三维细观力学模型的全局网格尺寸以及模型内各组分的相对网格尺寸均会对模拟结果的精度产生影响,选择与空气网格尺寸相当的混凝土网格尺寸,可以在获得较准确模拟结果的同时保证计算效率;骨料粒径大小也会影响混凝土板在爆炸载荷作用下的响应和破坏结果。
混凝土三维细观力学模型能够反映混凝土结构在冲击载荷作用下的损伤和破坏的细观机理及影响因素,对指导工程设计和结构安全评估具有重要的理论意义和实际应用价值。
【总页数】15页(P35-49)【作者】徐柳云;张元迪【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所;合肥通用机械研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】O383【相关文献】1.爆炸冲击载荷作用下双层钢板混凝土板与钢筋混凝土板动态响应对比研究2.预制孔靶板在爆炸冲击波载荷作用下的动态响应3.爆炸载荷作用下混凝土板的塑性动力响应4.爆炸载荷作用下钢-混凝土-钢组合板的动态响应数值模拟5.爆炸冲击载荷作用下靶板动态响应研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
爆炸荷载作用下钢筋混凝土墙的动态响应模拟
爆炸荷载作用下钢筋混凝土墙的动态响应模拟
周晓青;洪家柱
【期刊名称】《防灾减灾工程学报》
【年(卷),期】2016(0)1
【摘要】针对某地下军火库的钢筋混凝土墙以及地面的防爆墙,采用AUTODYN 软件,结合RHT模型,模拟了爆炸荷载作用下两者的动态损伤响应。
首先根据军火库的炸药存放量,采用数值模拟方法计算得出不同部位的爆炸荷载。
针对钢筋混凝土隔墙,采用二维模型计算临近库房意外爆炸通过沙土传播引起的压力时程曲线;针对地面的钢筋混凝土防爆墙,采用三维有限元模拟爆炸波在库房内以及出口的传递,从而计算作用于防爆墙的荷载。
然后将相应的荷载分别作用于钢筋混凝土隔墙以及防爆墙,采用RHT混凝土模型,对两者的动态响应进行模拟。
计算结果表明:针对可能的炸药存放量,一旦发生意外爆炸,不仅存放炸药的库房会出现严重破坏,而且破坏还会引起相邻库房钢筋混凝土隔墙的严重破坏,出现明显的塑性铰线,整个墙体产生巨大变形;而设置于地面的防爆墙则出现严重的整体坍塌。
【总页数】6页(P153-158)
【作者】周晓青;洪家柱
【作者单位】深圳大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU352.1
【相关文献】
1.钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的动态响应分析
2.爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动力响应的数值模拟
3.爆炸荷载作用下FRP管-混凝土-钢管组合柱动态响应的数值模拟研究
4.钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的破坏模式和动态响应研究
5.爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应与破坏模式的数值分析
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爆炸荷载作用下钢筋混凝土板性能分析
爆炸荷载作用下钢筋混凝土板性能分析
王毅
【期刊名称】《砖瓦》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】为了分析爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应,利用有限元开展了单点接触爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的压力、位移、钢筋应力-时程响应。
结果表明:所有测点的超压时程响应曲线呈现正态分布的趋势;钢筋混凝土板迎爆面最大位移随时间的增加呈现先增加后减小再增加的趋势,表现为倒三角的形状;钢筋混凝土板内部的上层钢筋呈现为受压状态,压力值在0.5s时快速达到峰值15×103Pa;下层钢筋处于受拉状态,爆炸后拉应力在1s时快速达到峰值6×103Pa;当混凝土强度从30MPa增加至70MPa,钢筋混凝土板内部的最大位移降幅为44.2%;当钢筋屈服强度为250MPa增至500MPa,钢筋混凝土板内部的最大位移降幅为16.5%。
【总页数】4页(P56-59)
【作者】王毅
【作者单位】江西宁建投工程设计有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU375.2
【相关文献】
1.爆炸荷载作用下钢筋混凝土单向简支板优化设计
2.爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应分析
3.钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的破坏模式和动态响应研究
4.
爆炸荷载作用下外贴FRP加固钢筋混凝土双向板试验研究5.爆炸荷载作用下钢筋混凝土板破坏评定方法
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爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的损伤破坏分析的开题报告
爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的损伤破坏分析的开题报告一、选题背景近年来，随着恐怖袭击、自然灾害等事故的频繁发生，对建筑结构的安全性和抗震、抗风、抗爆等性能要求越来越高。
其中，爆炸荷载作用下建筑结构的破坏状况引起了广泛的关注。
钢筋混凝土板是建筑结构中重要的承载构件之一，其在爆炸荷载作用下的破坏模式及损伤机理研究，对于提高建筑结构的安全性和抵御恐怖袭击等问题具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过对钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的破坏分析，探究其破坏模式及损伤机理，为建筑结构在遭受爆炸荷载时的设计和施工提供科学依据。
三、研究内容和步骤研究内容：1. 分析爆炸荷载的特点和作用机理，了解其对建筑结构的破坏影响；2. 系统整理国内外近年来有关爆炸荷载下建筑结构破坏的相关文献资料；3. 室内爆炸试验，通过模拟爆炸荷载作用下的钢筋混凝土板破坏，获取破坏过程中的相关数据；4. 利用数值模拟软件建立钢筋混凝土板的有限元模型，并进行爆炸荷载作用下的模拟计算；5. 将计算结果与试验数据进行对比分析，验证数值模拟的准确性，并探究钢筋混凝土板破坏的机理和规律。
研究步骤：1. 文献调研搜索相关文献和研究成果，深入了解爆炸荷载作用下钢筋混凝土板破坏的机理和规律。
2. 实验设计根据实验目的和研究重点，设计室内爆炸试验，建立试验方案并制定试验流程。
3. 试验破坏过程的数据采集和处理在试验中，利用高速摄像机、应变测试仪等设备采集试验破坏过程中的数据，并利用数据处理软件进行数据处理和分析。
4. 建立有限元模型并模拟计算通过建模软件建立钢筋混凝土板的有限元模型，并进行爆炸荷载作用下的模拟计算。
5. 计算结果的分析和对比将计算结果和试验数据进行对比分析，验证数值模拟的准确性，并探究钢筋混凝土板破坏的机理和规律。
四、研究意义钢筋混凝土板在建筑结构中的应用越来越广泛，而在当前严峻的安全形势下，其在遭受爆炸荷载时的安全性问题也越来越引人关注。
本研究将深入探究爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的破坏机理及损伤特点，在理论和实践层面上提高建筑结构抵御爆炸荷载的能力，对提高工程实践中建筑结构设计和施工水平具有重要的指导意义。
接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁性能研究的开题报告
接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁性能研究的开题报告一、研究背景随着现代城市的发展，建筑物的高度和复杂度不断提高，防爆安全问题日益引起重视。
在建筑物安全设计中，把爆炸荷载考虑进去，成为一个日益重要的课题。
钢-混凝土组合梁是一种常见的结构形式，其结构性能受到许多因素的影响，如荷载、材料力学性质等。
因此，研究接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的性能，对于提高建筑物的防爆安全性具有重要意义。
二、研究意义钢-混凝土组合梁是现代建筑结构的重要组成部分，其能够有效地提高建筑物的承载性能，并且有着良好的抗震性能。
在接触爆炸荷载作用下，该结构的性能会发生明显变化，因此研究其防爆安全性能，能够为建筑结构设计提供重要参考。
三、研究方法本研究采用数值模拟方法，通过ANSYS软件建立钢-混凝土组合梁的三维有限元模型，考虑荷载作用下的变形和破坏行为，分析其力学性能和防爆安全性能。
四、研究内容与进度安排1.了解接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的研究现状和发展趋势，梳理相关文献，分析研究需求。
（已完成）2.基于ANSYS软件，建立钢-混凝土组合梁的三维有限元模型，并对其进行验证。
（预计完成时间：1个月）3.通过数值模拟方法，研究接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的受力性能和防爆安全性能，并分析其破坏形态和力学特征。
（预计完成时间：2个月）4.撰写研究报告，并进行结论和讨论。
（预计完成时间：1个月）五、预期研究成果本研究预期可以得出接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的受力和防爆安全性能，为建筑结构设计提供科学合理的参考，有利于提高建筑防爆安全性能，促进建筑结构的可持续发展。
爆炸荷载作用下考虑损伤时的混凝土构件响应分析的开题报告
爆炸荷载作用下考虑损伤时的混凝土构件响应分析的开题报告一、研究背景随着恐怖袭击和工业事故的增加，爆炸荷载对建筑物的冲击成为了越来越引人注目的问题。
在这种情况下，混凝土结构的抗爆性能变得至关重要。
因此，人们需要评估混凝土的响应和受损情况。
而混凝土结构在爆炸荷载下的响应分析是该领域的一个关键研究方向。
二、研究目的本文旨在研究考虑损伤状态的混凝土结构在爆炸荷载作用下的响应分析方法，并对该方法的适用性进行评估，为混凝土结构的抗爆性能提供理论参考。
三、研究问题(1) 爆炸荷载对混凝土结构的损伤产生的影响是什么？(2) 如何考虑损伤状态的混凝土结构在爆炸荷载作用下的响应分析？(3) 该方法的适用性如何？四、研究内容(1) 爆炸荷载作用下混凝土结构的响应分析原理(2) 混凝土结构受损过程的模拟方法(3) 混凝土结构的动力响应分析方法(4) 爆炸荷载作用下考虑损伤状态的混凝土结构响应分析方法(5) 现有工程案例分析(6) 该方法的适用性评估五、研究方法(1) 文献综述法：对相关文献进行查阅、分析，从中提取有关信息建立爆炸荷载作用下考虑损伤时的混凝土构件响应分析的理论体系。
(2) 数值模拟法：通过有限元分析软件建立混凝土结构的数值模型，使得混凝土结构受到爆炸荷载时的动态响应和受损情况可以被准确地描述和计算。
(3) 实验方法：通过实验设计和数据分析评估建立的理论方法的准确性和实用性。
六、预期成果(1) 爆炸荷载作用下考虑损伤状态的混凝土构件响应分析的理论模型。
(2) 模型的数值分析结果及分析方法的合理性和准确性的验证。
(3) 该方法对于混凝土结构抗爆性能评估的指导作用。
七、研究意义深入研究考虑混凝土结构的损伤状态时的响应分析方法，对于提升现有混凝土结构抗爆性能和工程应用具有重要意义。
此外，该研究还有助于提高公共安全和防范恐怖袭击和工业事故的能力。
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囊面 界
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式中 ： ， 分别 表示速度 和应力 ， 标 ， 分别 表示 入射 、 Ｖ 下 ， ， 反射
和透射 。
由此可得反射 、 透射波与入射波的关
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…
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层袭
２ 混凝 土 中应力 历史 的计算模 型
由上述波的界面效应 理论可知 ， 入射波在有 限厚 度结 构的两个界面之间会来 回反射和透射。对岩石 一 混凝土 一 钢板层状结构 ， 假设岩石为半无限厚 ， 设应力波到达混凝土 中任一点 Ｐ的时间为零 时， 则入 射波在岩石 一 混凝土 一 钢 板中的传播距离 一 时间关系 （ ｔ ， 一 图） 如图 ２ 所示。
摘 要 用钢板 对地 下结构 进行 抗震 塌破 坏 加 固改造 ， 已成 为精 确 打 击 条 件 下坑 道 防
护工程研 究的 重要 内容之 一 。考虑地 下结构 的 实际厚度 ， 于应 力波 的界 面效 应理 论 ， 出 基 提
了岩石 一 混凝土 一钢板层状 结构 中混凝土的应力历史计算模型。通过 实际算例， 分析 了爆 炸荷载作用下有限厚度混凝土中应力波的传播规律 ， 进一步揭示 了岩石 一 混凝 土 一钢板层 状结构抗震塌破坏 的局部响应机理 ； 算例分析表明 ， 岩石性质对混凝土 中的应 力历 史也有重
要 影响 。 ห้องสมุดไป่ตู้
关键词
爆炸力学； 拉伸波 ； 震塌 ； 层状结构
文 献标 识码 ： Ａ
中图分 类号 ：３ ３ ３ ０ ８ ．
当精确制导武器侵彻到地下结构附近爆炸， 会在结构 中产生峰值压力较高、 持续时间较短 的压缩脉 冲荷载 。这种压缩脉 冲遇到结构的内表面反射产生的拉伸波 ， 能够造成局部震塌破坏…。震塌产生 的
Ｃ ＝ Ｅ １ ） （ ＋ （ 一 ｐ １ （ 一 ／ １ ） １ Ｚ ） （） １ （） ２
横波的传播速度为
Ｃ＝
式中： Ｅ为弹性模量 ， Ｇ为剪切模量 ， ｐ为密度 ， 为泊松 比。 当应力波在层状介质中传播时 ， 一般情况下 ， 界面处会有 ５ 种波… ： 入射波 、 反射纵波 、 反射横波 、 透 射纵波及透射横波。在混凝 土的震塌分析中 ， 一般主要关心纵波 的作用 】 。为简化起见 ， 本文仅就一 维纵波垂直入射的情况进行研究 。此时 ， 在界面处只有入射纵波 、 反射纵波和透射纵波。界面处波 的传
射和 波
（） ７
Ｔ ｏｌ ＝Ｔ －
（） ６
式中： 为透射系数 ， Ｆ为反射系数。透射系数和反射系数分别为 Ｔ＝２ （ ＋ｎ ／１ ）
Ｆ＝（ ｎ ／ １＋ｎ １一 ） （ ） ｎ＝ ｌＡ Ａ／２
（） ８ （） ９
由式 （ ） （ ） ７ 、 ８ 可以看出， 对入射压缩波 ， ／ １ 即波由“ 介质向“ 介质入射时 ， Ｔ＞ 当 ／ ， ， ＞ 硬” 软” 有 ０及 Ｆ
＜， ０ 表明透射波为压缩波， 而反射波为拉伸 波 ； ｎ ， 当 ＜１ 即波 由“ 介质 向“ 介质入 射时， Ｔ＞ 软” 硬” 有 ０
及 Ｆ＞ ， ０ 表明透射波 、 反射波均为压缩波 。特殊情况下 ， ｎ 当 一∞ ， 即界面为介质 １ 自由面时， Ｔ＝ 的 有 ０ 及 Ｆ＝一 ， １表明没有波的透射 ， 而反射波与入射波幅值相 同、 符号相反。
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第２ ３卷 第 ４期 ２０ ０ ７年 １ ０月
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文 章 编 号 ：６ ２— ８３ ２０ ） ４— ０ １ ４ １７ ７ ４ （０ ７ ｏ ０ ２ 一ｏ
爆炸荷 载作用下岩 石 一 混凝土 一 板层状 钢
结构 的 局 部 响 应 分析
李秀地 郑颖人 徐干成２ ， ，
（． １后勤工程学院 军事建筑工程 系， 重庆 ４０４ ； ． ００ １ ２ 空军工程设计研 究局 ， 北京 １０ ７ ） ００ ７
播距 离 一时 间图 （ —ｔ ） 如 图 １ 示 。 图 ， 所
收稿 日期 ： ０ — ７ ０ ２ ７ ０ —５ ０ 作者 简 介 ： 李秀地（９０ ， 安徽省宿县人， １７ 一）男， 副教授， 博士， 主要从事爆炸效应与工程防护研究。
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飞块 （ 主要是 凝土 、 昆 岩石等 的碎块） 能够携带较大的动能 ， 以较高的速度飞离结构内表面 ， 对地下结构 中的人员 、 飞机及其他武器装备构成了潜在威胁 ， 并降低了地下结构抗重复打击 的能力。 从工程实践上看 ， 在混凝 土结构 内表面粘贴或用螺栓锚上一层钢板 ， 是一种行之有效的抗震塌剥落 防护措施 】 。但 由于问题 的复杂性 ， 人们对混凝土 一 钢板抗震塌的作用机理 尚未完全弄清 。以往的 研究 － ］ ｉ基本上都是假设混凝土为半无限厚进行的。这既与实际不符 ， ｏ 又无法深入了解混凝 土中波 的 传播规律。为此 ， 本文在考虑混凝土结构实际厚度的基础上作进一步的研究 。
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ｔ 介质 １ 反 射 波 介 质２ 透 射 波
设 介质 ｌ的密 度 和波 速分 别 为 Ｐ ， 波 阻抗定 义 为 Ａ ｐ Ｃ ； Ｃ ， ＝ ，介 质 ２的密度 和波 速分 别 为 Ｐ ， 波 阻抗 定 义 为 Ａ ｐ Ｃ 。 由界 面两 Ｃ， ＝ 侧 质 点 的速 度 和应力 连 续 可得 到 ：
Ｉ 应力波 的界面效应
应力波的界面效应理论能够对爆 炸荷载作用下材料和结构 的响应作 出深入而准确 的解 释， 是研究
岩石 一 混凝土 一 钢板系统局部响应 的重要理论基础。Ｐ Ｉ Ｏ （８ １ 发现了在弹性介质中可以传播两 ＯＳ Ｎ １３ ） Ｓ 种性质不 同的波 ， 即纵波和横波…。在各向同性弹性介质中纵波的传播速度为