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申请/专利权人:中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所
摘要:本发明涉及一种防恐怖爆炸路障与建筑物最小安全距离确定方法,本方法首先设定了进入建筑内的爆炸冲击波参数是爆炸无量纲距离和该建筑物无量纲体积两个无量纲量的函数;然后固定该建筑的无量纲体积不变,改变爆炸比例距离的大小,进行系列爆炸模拟试验,取得建筑内冲击波参数试验数据;固定爆炸比例距离不变,改变该建筑的无量纲体积的大小,做系列试验,测量该建筑内冲击波参数,取得一系列试验数据,并对计算得到一系列数据进行拟合,根据拟合结果得到冲击波参数的计算公式;根据该公式,同时结合人员复杂波损伤阈值,由此推导出防恐怖爆炸路障与建筑物最小安全距离。
主权项:1.一种防恐怖爆炸路障与建筑物最小安全距离确定方法,其特征是:包括以下步骤:步骤S1:假设装药量为W公斤TNT当量的爆炸装置在距建筑物孔口中心外为R米的地面上爆炸,周围大气压力为P0,空气密度为ρ0,孔口体积为V0,建筑物的容积为V,假定从孔口结构进入建筑物内的冲击波压力是均布的,那么,冲击波特征参数包括冲击波均布压力ΔPc、正压作用时间τ+c和平均正压冲量Ic,其中,可确定的主定参量组为:W,R,P0,ρ0,V0,V;冲击波特征参数作为待定参量,待定参数量组为:ΔPC,τ+C,Ic;用F表示进入建筑物内冲击波的待定参量组,则待定参量组和主定参量组之间存在如下函数关系:F=fW,R,P0,ρ0,V0,V1采用LMT度量单位系统,根据π定理,在主定参量组中有以下无量纲组合:和于是公式1可以写成以下形式: 同理,在待定参量组中压力ΔPC、正压作用时间τ+C和正压冲量IC的无量纲组合为: 和令P0=1,ρ0=1,可得进入建筑物内爆炸冲击波参数的函数关系的无量纲表示式: 根据公式3和公式4,进入建筑物内的爆炸冲击波参数是爆炸无量纲距离和建筑物无量纲体积两个无量纲量的函数,其中无量纲距离为爆炸点至建筑物孔口中心点的距离与装药量立方根之比,即爆炸比例距离无量纲体积为孔口体积与建筑物主体体积之比步骤S2、固定建筑物的无量纲体积不变,改变爆炸比例距离的大小,进行系列爆炸模拟试验,取得建筑物内冲击波参数试验数据,此时,由于建筑物内冲击波参数仅与爆炸比例距离有关,公式3、4、变成如下形式: 对试验所获数据进行拟合,得到建筑物内爆炸冲击波参数随爆炸比例距离的近似计算公式: 步骤S3、固定不变,改变建筑物的大小,做系列试验,测量建筑物内各冲击波参数,取得一系列试验数据,并对计算得到一系列数据进行拟合,根据拟合结果得到各冲击波参数的具体计算公式如下: 步骤S4、将公式9、10分别代入7、8进行整理,即得不同当量爆炸装置在建筑物外任意距离爆炸时从任一孔口进入建筑物内的爆炸冲击波参数的计算公式: 若炮弹不是正对孔口中心,而是在孔口外任意位置爆炸,可在装药中心与孔口中心之间做虚拟连接线,该连接线与孔口轴线的夹角为α,此时公式中其他参数不需变化,只需将孔口开口面积换算成在孔口轴线上的投影面积即可;由三角函数关系可知,孔口的有效孔口体积均为V0cos2α,因此, 步骤S5、将公式13、14按爆炸距离R进行变换,设定Rp为公式13计算得出的R值,RI为公式14计算得出的R值,则有: 查表,得人员抗爆炸复杂冲击波压力阈值Pmix和人员抗爆炸复杂冲击波冲量阈值ΔImix,将ΔPc=Pmix代入公式15,计算得出Rp的值RPmix;将ΔIc=ΔImix代入公式14,计算得出RI的值RImix;由于, 因此,RPmix和RImix中的最小值即为人员免受复杂冲击波伤害的最小距离,即防恐怖爆炸路障与建筑物之间的最小安全距离。
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