3.3.1 聚脲喷涂方式对墙体破坏情况的影响
选取在不同聚脲喷涂方式下,裸炸药产生的冲击波对墙体的破坏情况,对1.2 ms 墙体的砖块的损伤情况和碎砖块的数量、质量、动能和垂直墙体高度方向上的动量进行对比分析。
首先在1.2 ms 时,为了更直观地分析墙体的损坏情况,借助云图显示中的Damage 显示砖墙的损坏情况,从墙体的背面看,具体损伤情况如图18 所示。
由图18 中两张图片的对比状态可以看出,背爆面喷涂2 mm 聚脲的墙体实际损坏情况其实并没有变化,反而比双面喷涂2 mm 聚脲工况损伤程度轻,但这两种喷涂方式的聚脲涂层都没有到达其塑性应变失效极限,聚脲涂层均可以“兜住”碎砖块。
最后分析的是伤害最大致因的墙体毁伤评估变量——崩落的碎砖块。
第一,从宏观的墙体碎砖块崩落飞溅显示图来看,双面和背面两种喷涂方式都可以有效地兜住墙体产生的碎砖块,具体如图19 所示。
图18 喷涂方式不同墙体背爆面的损伤情况
(a)双面喷涂聚脲;(b)背爆面喷涂聚脲
图19 墙体碎砖块崩落飞溅显示情况
(a)双面;(b)背爆面
第二,从碎砖块的总体数量来看,只在背爆面喷涂聚脲防护,砖墙产生碎砖块总数量增加了2 017块,由此可知墙体双面喷涂聚脲防护,一定程度上可以使砖墙产生的碎砖块的总数量减小,但是碎砖块的质量却增加了,具体如表21 所示。
表21 碎砖块数量及质量统计
第三,从全部碎砖块垂直墙体高度方向上的动量来看,在较小的动量区间,动量主要集中在0~0.02 kg·m/s 这个区间内,而从动量的大于98 J 区间直方图来看,只在背面喷涂聚脲的工况下产生了更多的动量较大的碎砖块,且碎砖块的动量最大值也比双面喷涂的工况更高,具体分析如图20 所示。
第四,从全部碎砖块的动能来看,在较小的动能区间,动能主要集中在0~2 J 这个区间内。再由98 J以上的动能分布直方图可知,只在背面喷涂聚脲的工况下产生了更多的动能大于98 J 的碎砖块,具体多126 块,且碎砖块的动能最大值也比双面喷涂的工况更高,具体分析如图21 所示。
最后,调出不同喷涂方式下的碎砖块的总动量、总动能,对比可以发现,不喷涂聚脲墙体飞溅的碎砖块的总动量与总动能也更大,具体分析如表22 所示。
图20 不同喷涂方式下的碎砖块动量
(a)较低区间;(b)较高区间
图21 不同防护状况下的碎砖块动能
(a)较低区间;(b)大于98 J 区间
表22 墙体飞溅的碎砖块的总动量与总动能
根据以上分析,可以发现45 kg TNT 当量的裸装药产生的冲击波作用在墙体上,只在背爆面喷涂聚脲的墙体的碎砖块数量、质量及总动量、总动能上与喷涂双面聚脲防护的墙体整体持平。
3.3.2 聚脲喷涂厚度对墙体破坏情况的影响
在不同聚脲喷涂厚度下,研究裸炸药产生的冲击波对墙体的破坏情况,对1.2 ms 墙体的各个位置的碎砖块的数量质量、动能进行对比分析。(www.xing528.com)
第一,从宏观的墙体碎砖块崩落飞溅显示图来看,无论喷涂2 mm 或4 mm 的聚脲均可有效地兜住墙体产生的碎砖块,具体如图22 所示。
图22 墙体碎砖块崩落飞溅显示情况
(a)2 mm;(b)4 mm
第二,从碎砖块的总体数量来看,45 kg TNT 爆炸产生冲击波作用,涂4 mm 聚脲防护,砖墙产生碎砖块总数量减少了2 779 块,并且质量也减少了54 kg。由此可知,墙体喷涂4 mm 聚脲防护可以使砖墙产生的碎砖块的总数量及总质量减小,具体如表23 所示。
表23 碎砖块数量及质量统计
第三,从全部碎砖块的动能来看,在两个区间中背面喷涂2 mm 聚脲的工况均产生了更多的碎砖块,具体多94 块,且碎砖块的动能最大值也比喷涂4 mm 的工况更高,具体分析如图23 所示。
图23 不同防护状况下的碎砖块动能
(a)较低区间;(b)大于98 J 区间
最后,调出不同喷涂厚度下的碎砖块的总动量、总动能,对比可以发现,背爆面喷涂2 mm 聚脲墙体飞溅的碎砖块的总动量与总动能也更大,具体分析如表24 所示。
根据以上分析,可以发现45 kg TNT 当量的裸装药产生的冲击波作用在墙体上,在背爆面喷涂4 mm聚脲防护的墙体产生的碎砖块数量、质量及总动能都小于背爆面喷涂2 mm 聚脲防护的墙体,但相差不是太多。因此,聚脲喷涂厚度(2 mm 和4 mm)对墙体破坏并产生的飞溅碎砖块的阻碍作用有影响,即更大厚度的聚脲涂层更好地“兜住”了碎砖块,但差别并不是很明显。
表24 墙体飞溅的碎砖块的总动量与总动能
3.3.3 聚脲与墙体间附着力对墙体破坏情况的影响
选取在不同聚脲与墙体间附着力下,裸炸药产生的冲击波对墙体的破坏情况,对0.94 ms 的墙体的碎砖块的数量、质量、总动能和垂直墙体高度方向上的总动量进行对比分析。
第一,从宏观的墙体碎砖块崩落飞溅显示图来看,虽然附着力不同,但其兜住墙体产生的碎砖块的效果没有明显区别,具体如图24 所示。
图24 墙体碎砖块崩落飞溅显示情况
(a)3 MPa;(b)4 MPa;(c)6 MPa
第二,从碎砖块的总体数量质量来看,可知附着力不同产生碎砖块的总数量及质量并没有明显区别,但6 MPa时,碎砖块的质量要稍低一些,如表25 所示。
表25 碎砖块数量及质量统计
调出不同附着力下的碎砖块的总动量、总动能,对比可以发现,附着力为6 MPa 时聚脲墙体飞溅的碎砖块的总动量与总动能也更大,具体分析如表26 所示。
表26 墙体飞溅的碎砖块的总动量与总动能
根据以上分析,可以发现45 kg TNT 当量的裸装药产生的冲击波作用在墙体上,墙体与聚脲涂层间的附着力为6 MPa 时墙体产生的碎砖块的质量和总动量及总动能相对较小,其他参量没有明显规律。
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