Математическое моделирование безопасности некоторых объектов речного порта при взрывных воздействиях

• Автор: Шепелина, Полина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 272 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. О некоторых методах и подходах в области

безопасности сложных технических объектов при нестационарных взрывных воздействиях

1.1. О комплексном мониторинге обеспечения безопасности

сложных объектов

1.2. О волнах напряжений в сооружениях при взрывных

воздействиях

1.3. О численном моделировании напряженного состояния в

сложных деформируемых областях при нестационарных динамических воздействиях

1.4. О достоверности результатов численного моделирования
волн напряжений в сложных деформируемых объектах
1.5. Математическое моделирование безопасности
сооружений с помощью полостей при взрывных воздействиях
1.6. Постановка задач исследований
Глава 2. Численное моделирование взрывных волн в упругих
деформируемых телах
2.1. Постановка задачи
2.2. Разработка методики и алгоритма
2.3. Выводы
Глава 3. Оценка точности численного моделирования и
решение задачи о сосредоточенном упругом взрывном воздействии на набережной речного порта с
незаполненным водным объектом
3.1. Решение задачи о распространении плоских продольных
волн в виде импульсного воздействия (восходящая часть

- четверть круга, средняя - горизонтальная, нисходящая -линейная) в упругой полуплоскости
3.2. Решение задачи о сосредоточенном упругом взрывном воздействии на набережной речного порта с
незаполненным водным объектом
3.3. Выводы
Глава 4. Решение некоторых задач о сосредоточенном упругом
взрывном воздействии на набережной речного порта с водным объектом
4.1. Решение задачи о сосредоточенном упругом взрывном
воздействии на набережной речного порта с заполненным водным объектом на 25%
4.2. Решение задачи о сосредоточенном упругом взрывном
воздействии на набережной речного порта с заполненным водным объектом на 50%
4.3. Решение задачи о сосредоточенном упругом взрывном
воздействии на набережной речного порта с заполненным водным объектом на 75%
4.4. Решение задачи о сосредоточенном упругом взрывном
воздействии на набережной речного порта с заполненным водным объектом на 100%
4.5. Выводы
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Разрушение сооружений от взрывных воздействий может привести к материальному ущербу, во много раз превосходящему стоимость самого сооружения, большим человеческим жертвам, тяжелым экологическим последствиям. Одной из главных задач обеспечивающих безопасность сооружений является определение волновых напряжений в сооружении. Повышение требований к безопасности сооружений от взрывных воздействий обусловливает совершенствование существующих методов расчета. Реализация поставленной проблемы возможно при условии применения моделей и методов волновой теории упругости с учетом моделирования водной и грунтовой сред. Такая постановка задачи позволяет сделать очередное приближение к реальной ситуации при моделировании сложного процесса. На основании изложенного можно утверждать, что постановка задачи, разработка методики, реализация алгоритма численного моделирования и решение задачи для прогноза безопасности сооружений при взрывных воздействиях на набережной речного порта с водной средой является актуальной фундаментальной и прикладной научной задачей.
Объект исследования - безопасность сооружения от взрывных воздействий.
Предмет исследования - безопасность набережной речного порта с водным объектом при сосредоточенном упругом взрывном воздействии.
Целью работы, является численное моделирование безопасности сооружения, находящегося в грунтовой и водной средах, от сосредоточенного взрывного воздействия. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Постановка, разработка методики и реализация алгоритма решения задачи о сосредоточенном упругом взрывном воздействии на набережной речного порта с водным объектом.

которые находятся на поверхности между полостью и сооружением неглубокого заложения. Полость, с соотношением ширины к высоте один к десяти, уменьшает величину упругого растягивающего контурного напряжения ок в 4,256 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к десяти, уменьшает величину упругого сжимающего контурного напряжения ок в 6,587 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к десяти, уменьшает величину упругого растягивающего нормального напряжения ох в 3,26 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к десяти, уменьшает величину упругого сжимающего нормального напряжения ах в 6,4 раза.
Получены напряжения в угловых точках у основания сооружения неглубокого заложения с полостью в виде прямоугольника (соотношение ширины к высоте один к десяти). Полость, с соотношением ширины к высоте один к пяти, уменьшает величину упругого растягивающего нормального напряжения ок в 2,471 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к пяти, уменьшает величину упругого сжимающего нормального напряжения ок в 5,125 раза.
Решена задача о воздействии взрывной волны в сооружении неглубокого заложения на окружающую среду с полостью в виде прямоугольника (соотношение ширины к высоте один к пятнадцати). Исследуемая расчетная область имеет 17112 узловых точек. Решается система уравнений из 68448 неизвестных. Рассматриваются точки на свободной поверхности упругой полуплоскости, которые находятся на поверхности между полостью и сооружением неглубокого заложения. Полость, с соотношением ширины к высоте один к пятнадцати, уменьшает величину упругого растягивающего контурного напряжения ак в 7,425 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к пятнадцати, уменьшает величину упругого сжимающего контурного напряжения стк в 17,823 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к пятнадцати, уменьшает