Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sự lan truyền của sóng nổ trong nước và tương tác của sóng nổ đối với chướng ngại công trình

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:176

Thêm vào BST

Báo xấu

83
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án: Nghiên cứu khai thác cơ sở lý thuyết chung của quá trình lan truyền sóng nổ trong môi trường nước và tương tác của sóng nổ với chướng ngại có một số hình dạng khác nhau; trên cơ sở lý thuyết đưa ra, tiến hành xây dựng chương trình tính toán, khảo sát số và tìm ra qui luật của quá trình tương tác của sóng xung kích nhiễu xạ tổng hợp tác dụng lên các dạng chướng ngại công trình dưới nước.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sự lan truyền của sóng nổ trong nước và tương tác của sóng nổ đối với chướng ngại công trình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÕNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ TÔ ĐỨC THỌ NGHIÊN CỨU SỰ LAN TRUYỀN CỦA SÓNG NỔ TRONG NƢỚC VÀ TƢƠNG TÁC CỦA SÓNG NỔ ĐỐI VỚI CHƢỚNG NGẠI CÔNG TRÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÕNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ TÔ ĐỨC THỌ NGHIÊN CỨU SỰ LAN TRUYỀN CỦA SÓNG NỔ TRONG NƢỚC VÀ TƢƠNG TÁC CỦA SÓNG NỔ ĐỐI VỚI CHƢỚNG NGẠI CÔNG TRÌNH Chuyên ngành : Cơ kỹ thuật Mã số : 62.52.01.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1. GS.TS Vũ Đình Lợi 2. PGS.TS Đàm Trọng Thắng Hà Nội - 2016
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Tô Đức Thọ
ii LỜI CẢM ƠN Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc đối với GS.TS Vũ Đình Lợi và PGS.TS Đàm Trọng Thắng đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ đã có nhiều chỉ dẫn và định hƣớng khoa học có giá trị giúp cho tác giả hoàn thành luận án này. Tác giả trận trọng cảm ơn sự động viên, khuyến khích và những kiến thức khoa học mà tập thể hƣớng dẫn đã chia sẻ cho tác giả trong thời gian thực hiện luận án, giúp cho tác giả nâng cao năng lực và phƣơng pháp nghiên cứu khoa học. Tác giả trân trọng cảm ơn tập thể Bộ môn Xây dựng công trình Quốc phòng, Trung tâm nghiên cứu ứng dụng và kiểm định chất lƣợng công trình, Viện Kỹ thuật Công trình Đặc biệt, Phòng sau đại học, Học viện Kỹ thuật quân sự, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình nghiên cứu. Tác giả xin trân trọng cảm ơn TS Lê Văn Trung (nguyên Trƣởng phòng Nổ-Vật cản, Viện Kỹ thuật Công binh), các Giáo sƣ, Phó Giáo sƣ, cùng các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp đã cung cấp cho tác giả nhiều tài liệu quí hiếm, các kiến thức khoa học hiện đại và nhiều lời khuyên bổ ích có giá trị. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với những ngƣời thân trong gia đình đã thông cảm, động viên và chia sẻ những khó khăn với tác giả trong suốt thời gian làm luận án. Tác giả Tô Đức Thọ
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa ........................................................................................................... Lời cam đoan ........................................................................................................... i Lời cảm ơn ............................................................................................................... ii Mục lục..................................................................................................................... iii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt .................................................................. ix Danh mục các bảng ................................................................................................. xiii Danh mục các hình vẽ, đồ thị ................................................................................ xvi MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN CÔNG TÁC NỔ DƢỚI NƢỚC 6 1.1. Phân loại các dạng nổ dƣới nƣớc ................................................................... 6 1.2. Phân loại các đối tƣợng chƣớng ngại, công trình dƣới nƣớc ................... 8 1.3. Tình hình nghiên cứu về nổ dƣới nƣớc trên thế giới ............................... 9 1.3.1 Quá trình vật lý cơ học xảy ra khi nổ trong trong môi trƣờng nƣớc 10 1.3.2 Nghiên cứu các quá trình cơ học xuất hiện khi phá hủy đất đá dƣới đáy nƣớc .................................................................................................. 13 1.3.3 Nghiên cứu tƣơng tác của sóng xung kích với chƣớng ngại dƣới nƣớc ......................................................................................................... 18 1.3.4. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả nổ dƣới nƣớc và nghiên cứu các giải pháp làm suy giảm sóng xung kích trong nƣớc ................................. 20 1.4. Tình hình nghiên cứu nổ dƣới nƣớc ở Việt Nam ..................................... 21 1.5. Những tồn tại và hƣớng giải quyết của nghiên cứu nổ dƣới nƣớc ........... 26 1.5.1 Tồn tại trong nghiên cứu nổ dƣới nƣớc ........................................... 26 1.5.2 Hƣớng nghiên cứu giải quyết các vấn đề tồn tại ............................. 26 1.6. Kết luận ..................................................................................................... 27 Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NỔ TRONG MÔI TRƢỜNG
iv NƢỚC VÀ TƢƠNG TÁC CỦA SÓNG NỔ VỚI CHƢỚNG NGẠI 28 2.1. Cơ sở lý thuyết truyền sóng nổ trong môi trƣờng nƣớc ........................... 28 2.1.1. Quá trình hình thành phát triển bóng khí và sóng xung kích khi nổ dƣới nƣớc ............................................................................................................ 28 2.1.2. Qui luật về sự phát triển của bóng khí nổ trong môi trƣờng nƣớc ................................................................................................................. 30 2.1.3. Quá trình truyền sóng xung kích trong môi trƣờng nƣớc và các tham số trên mặt sóng xung kích trong nƣớc ............................................ 32 2.2. Ảnh hƣởng của mặt thoáng và mặt đáy đến sóng xung kích trong môi trƣờng nƣớc .............................................................................................. 36 2.2.1. Ảnh hƣởng của mặt thoáng đến sóng xung kích .......................... 36 2.2.2. Ảnh hƣởng của mặt đáy đến sóng xung kích ............................... 38 2.3. Nghiên cứu tƣơng tác của sóng nổ với chƣớng ngại có kích thƣớc vô hạn trong môi trƣờng nƣớc ................................................................................. 42 2.3.1. Nghiên cứu, tính toán tác dụng cơ học gián tiếp của lƣợng nổ lên chƣớng ngại đáy nƣớc ................................................................................... 43 2.3.2. Nghiên cứu tƣơng tác của sóng xung kích dƣới nƣớc tác dụng lên chƣớng ngại khi không xem xét đến yếu tố nhiễu xạ sóng ...................... hịu 49 tải trọng t 2.4. Kết luận ............................................................................................................. 54 Chƣơng 3 NGHIÊN CỨU NHIỄU XẠ SÓNG VÀ TẢI TRỌNG DO SÓNG XUNG KÍCH TRONG NƢỚC TÁC ĐỘNG LÊN CHƢỚNG NGẠI 55 3.1. Tƣơng tác của sóng nổ với chƣớng ngại trong môi trƣờng nƣớc ............. 55 3.1.1. Tƣơng tác của sóng nổ với chƣớng ngại cứng bất động, kích thƣớc hữu hạn và hình dạng bất kỳ ................................................................. 56 3.1.2. Tƣơng tác của sóng nổ với chƣớng ngại hình cầu.......................... 59 3.1.3. Tƣơng tác của sóng nổ với chƣớng ngại hình trụ dài vô hạn ......... 60
v 3.1.4. Tƣơng tác của sóng nổ với chƣớng ngại hình ellip tròn xoay ........ 62 3.2. Tƣơng tác của sóng nổ với chƣớng ngại phẳng hình nêm ....................... 64 3.2.1. Sóng nổ trƣợt trên một mặt của chƣớng ngại hình nêm ................. 64 3.2.2. Sóng nổ tƣơng tác theo phƣơng pháp tuyến đến một góc của chƣớng ngại dạng nêm (tƣơng tác pháp tuyến một mặt) ................................. 66 3.2.3. Sóng nổ tƣơng tác theo một góc bất kỳ lên các mặt của chƣớng ngại nêm ............................................................................................ hƣớng 67 ngại d 3.3. Tƣơng tác của sóng nổ với chƣớng ngại, công trình quân sự .................. 70 3.3.1. Tƣơng tác của sóng nổ dƣới nƣớc với góc chƣớng ngại chịu tải trọng trực tiếp và trƣợt ................................................................................ hịu 72 tải trọng t 3.3.2. Tƣơng tác của sóng nổ dƣới nƣớc với góc chƣớng ngại chịu tải trọng trƣợt và khuất .................................................................................... 74 3.4. Thiết lập chƣơng trình và khảo sát số về tƣơng tác sóng xung kích phẳng trong môi trƣờng nƣớc tác dụng lên chƣớng ngại, công trình có kể đến nhiễu xạ sóng ................................................................................................ 76 3.4.1 Chƣơng trình tính .......................................................................... 76 3.4.2 Thử nghiệm số với chƣớng ngại tấm phẳng......................................... 79 3.4.3. Thử nghiệm số với chƣớng ngại có hình dạng đặc biệt .................... 92 3.5 Kết luận ......................................................................................................100 Chƣơng 4. NỔ THỰC NGHIỆM TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC BIỂN 101 4.1. Mô tả thí nghiệm......................................................................................101 4.1.1. Phân tích lựa chọn mô hình thí nghiệm ........................................101 4.1.2.Thiết bị thí nghiệm ..........................................................................104 4.1.3.Trình tự tiến hành thí nghiệm ..........................................................107
vi 4.2. Phân tích kết quả thí nghiệm ....................................................................111 4.2.1. Xác định các tham số đặc trƣng của sóng xung kích lan truyền trong nƣớc ........................................................................................................111 4.2.2. Xác định cƣờng độ sóng phản xạ lên chƣớng ngại trong môi trƣờng nƣớc......................................................................................................118 4.2.3. Nghiên cứu đánh giá giải pháp giảm thiểu sóng xung kích trong nƣớc bằng việc sử dụng vật liệu đặc biệt gắn trên chƣớng ngại ............120 4.3. Phân tích, so sánh sự tƣơng tác của sóng xung kích với chƣớng ngại từ thử nghiệm thực tế với các phƣơng pháp tính toán khác nhau ...................123 4.3.1. So sánh phƣơng pháp tính toán theo chƣơng trình UNDEXLOAD luận án lập có xem xét đến lý thuyết nhiễu xạ với thử nghiệm thực tế .................................................................................................123 4.3.2. So sánh phƣơng pháp tính toán theo phần mềm ANSYS- AUTODYN với thử nghiệm thực tế ................................................................127 4.3.3. So sánh tổng hợp các phƣơng pháp ................................................133 4.4. Kết luận .....................................................................................................133 KẾT LUẬN .....................................................................................................135 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ...............................................139 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................141 PHỤ LỤC ........................................................................................................147
vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1. Danh mục các ký hiệu Ký hiệu Diễn giải tên các ký hiệu Đơn vị A hệ số phản xạ A0 hệ số, đối với thuốc nổ amonit số 6JV bằng 66 Aj hằng số đƣợc xác định từ nổ thí nghiệm AM công riêng phá hoại a tốc độ âm trong nƣớc m/s a0 tốc độ truyền sóng trong môi trƣờng thí nghiệm m/s a2 tốc độ sóng dọc lan truyền trong đáy m/s Bj hằng số đƣợc xác định từ nổ thí nghiệm D tốc độ sóng xung kích m/s Dm đƣờng kính (bề dày) cây gỗ lớn nhất m E năng lƣợng riêng J/m2 Е trị số năng lƣợng riêng an toàn tính toán J/m2 f(ny) hàm chỉ số tác dụng nổ của lƣợng nổ dài f(t) hàm thời gian hàm số đặc trƣng cho sự ảnh hƣởng của chiều dài f(μ) tƣơng đối lƣợng nổ đến hiệu quả phá huỷ F0 hệ số phụ thuộc vào hình dạng của vật thể ( ) tải trọng gây ra do sóng phản xạ và nhiễu xạ ( ) tải trọng sóng tới H chiều sâu đặt lƣợng nổ trong nƣớc m h chiều sâu nƣớc m i xung riêng Pa.s hệ số đặc trƣng cho tiêu tốn năng lƣợng nổ để phá K hủy một đơn vị thể tích đất đá tƣơng ứng của lƣợng nổ tập trung k hệ số phụ thuộc vào loại đất đá và thuốc nổ kg/m3 kd hệ số ảnh hƣởng của mặt đáy Kg hệ số phụ thuộc vào độ bền và độ ẩm của gỗ Kh hệ đặc trƣng cho sự ảnh hƣởng của nƣớc km hệ số ảnh hƣởng của mặt nƣớc kn hệ số xét đến ảnh hƣởng của nƣớc tƣơng ứng của lƣợng nổ tập trung. hệ số xét đến ảnh hƣởng của nƣớc tƣơng ứng của Kny lƣợng nổ dài Ky hệ số đặc trƣng cho tiêu tốn năng lƣợng nổ để phá
viii hủy một đơn vị thể tích đất đá tƣơng ứng của lƣợng nổ dài Mst hệ số phụ thuộc vào hình dạng của vật thể Mst áp lực của riêng thành phần sóng nhiễu xạ và phản KPa xạ Pp chiều dày lớp đất đá cần phá hủy m P1 áp suất không khí trên mặt nƣớc Pa p áp suất trên mặt sóng xung kích Pa pm áp suất cực đại trong sóng xung kích Pa ppx áp suất sóng phản xạ Pa p0 áp suất ban đầu trong nƣớc Pa pф áp suất hạt trên mặt sóng xung kích Pa Q khối lƣợng lƣợng nổ kg Qy khối lƣợng thuốc nổ tính trên một mét dài kg/m Q0 năng lƣợng riêng của chất nổ J/kg qtt chỉ tiêu thuốc nổ R bán kính từ tâm nổ đến điểm khảo sát m bán kính vùng nguy hiểm gây mất an toàn cho đối Rn.h m tƣợng Rp bán kính phễu phá hủy m bán kính ranh giới, mà khi lớn hơn nó sẽ xuất hiện R1 m sóng dãn phản xạ. r khoảng cách từ tâm lƣợng nổ đến cây gỗ xa nhất m rspn bán kính giãn nở sản phẩm nổ m r0 bán kính lƣợng nổ hình cầu của thuốc nổ TNT m T1 chu kỳ dao động của bóng khí s t thời gian xét s uф tốc độ hạt trên mặt sóng xung kích m/s uth tốc độ tới hạn phá hủy của hạt vật liệu m/s w chiều sâu phễu phá hủy m w1 chiều sâu chôn thuốc m µ hệ số hấp thụ năng lƣợng của đáy nƣớc ρ mật độ nƣớc kg/m3 ρ0 mật độ chất nổ kg/m3 2 mật độ vật liệu đáy kg/m3 kg/m3 ρф mật độ hạt trên mặt sóng xung kích τ thời gian tác dụng của sóng s µ hệ số phụ thuộc vào loại đất đá và thuốc nổ
ix λ hệ số năng lƣợng nổ truyền vào môi trƣờng nƣớc η1 hệ số sử dụng năng lƣợng nổ hữu ích để phá đá hệ số năng lƣợng nổ chuyển thành sóng xung kích η2 trong không khí hằng số thời gian, phụ thuộc vào khoảng cách từ  s tâm nổ đến mặt xung kích và khối lƣợng υ thế năng vận tốc ( ) hàm số kể đến ảnh hƣởng của nhiễu xạ 2. Danh mục các chữ viết tắt PTHH Phần tử hữu hạn SXK Sóng xung kích TN thí nghiệm VBA Visual Basic for Application
x DANH MỤC CÁC BẢNG Tên các bảng Trang Bảng 2.1 Mật độ môi trƣờng và tốc độ lan truyền của sóng dọc. 40 Bảng 2.2 Các tham số phễu phá hủy 48 Bảng 2.3 Kết quả tính áp suất sóng tới và sóng phản xạ tác dụng lên 53 chƣớng ngại Bảng 2.4 Giá trị lớn nhất của sóng phản xạ qua các thí nghiệm 53 Bảng 3.1 Tọa độ các điểm khảo sát 80 Bảng 3.2 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng đơn 81 vị. Bảng 3.3 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng xung 81 kích có pmax= 1531 Kpa, τ= 0,0001 s. Bảng 3.4 Tọa độ các điểm khảo sát. 83 Bảng 3.5 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng đơn 84 vị. Bảng 3.6 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng xung 84 kích có pmax= 1531 Kpa, τ= 0,0001s. Bảng 3.7 Tọa độ các điểm khảo sát. 87 Bảng 3.8 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng đơn 87 vị. Bảng 3.9 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng xung 87 kích có pmax= 1531 Kpa, τ= 0,0001s. Bảng 3.10 Phân bố áp suất ở bề mặt phía sau tấm (đến khi không còn 89 xuất hiện chảy bao sóng) Bảng 3.11 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng đơn 93
xi vị. Bảng 3.12 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng 93 xung kích xét. Bảng 3.13 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng đơn 95 vị. Bảng 3.14 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng 95 xung kích xét. Bảng 3.15 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng đơn 97 vị. Bảng 3.16 Kết quả áp lực tổng hợp tại các điểm xét đối với sóng 97 xung kích xét. Bảng 4.1 Các thông số chính. 106 Bảng 4.2 Tổng hợp kết quả áp lực lớn nhất ở các lần thí nghiệm và 111 thời gian đo tƣơng ứng. Bảng 4.3 Tốc độ truyền sóng trong nƣớc. 111 Bảng 4.4 Số liệu thời gian duy trì pha nén thứ nhất. 112 Bảng 4.5 Số liệu thời gian duy trì pha nén thứ hai. 112 Bảng 4.6 Tổng hợp kết quả áp lực phản xạ ở các thí nghiệm 1, 2, 3, 4 118 và thời gian đo tƣơng ứng. Bảng 4.7 Đặc tính vật liệu sợi khô 121 Bảng 4.8 Đặc tính vật liệu keo. 121 Bảng 4.9 Đặc tính tẩm sợi Composite 121 Bảng 4.10 Giá trị lớn nhất của sóng phản xạ thu đƣợc trên đầu đo thí 122 nghiệm. Bảng 4.11 Hiệu quả lớp giảm chấn. 123 Bảng 4.12 Kết quả và sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm hàm p 1(t) 126 (thí nghiệm 3)
xii Bảng 4.13 Kết quả và sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm hàm p2(t) 127 (thí nghiệm 4) Bảng 4.14 Kết quả áp suất tại các đầu đo trên bề mặt mô hình 130 chƣớng ngại Bảng 4.15 Giá trị áp suất tại điểm đo giữa tấm theo thời gian 131 Bảng 4.16 Kết quả và sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm hàm sóng 132 p1(t)
xiii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình vẽ và tên đồ thị Trang Hình 1.1 Phân loại nổ dƣới nƣớc theo vị trí đặt lƣợng nổ 6 Hình 1.2 Sơ đồ dạng tác động cơ học của nổ nên nền đáy nƣớc, khi 14 lƣợng nổ đặt gần mặt đáy nƣớc Hình 1.3 Lƣợng nổ đặt trong lỗ khoan dƣới nƣớc 17 Hình 1.4 Giải pháp giảm sức kháng của nƣớc bằng nhóm lƣợc nổ 20 phụ đặt trên đáy nƣớc Hình 1.5 Giải pháp sử dụng màn khí để làm suy giảm cƣờng độ 21 sóng xung kích lan truyền trong nƣớc Hình 1.6 Nổ mở luồng vào Đảo Đá Lớn 1989. Lƣợng nổ 120 tấn 25 TNT Hình 1.7 Vụ nổ trong ngày khởi công xây dựng Cảng Hài Hà - 25 Quảng Ninh 2007 Hình 2.1 Biểu đồ biến thiên áp suất tại một điểm cố định trong không 29 gian khi mặt sóng xung kích đi qua Hình 2.2 Ảnh chụp quá trình giãn nở bóng khí trong môi trƣờng nƣớc 29 Hình 2.3 Biểu đồ mô phỏng biến thiên áp suất tại một điểm cố định 29 trong không gian khi mặt sóng xung kích đi qua Hình 2.4 Mối quan hệ giữa chu kỳ dao động và bán kính bóng khí 31 Hình 2.5 Sơ đồ xác định sự ảnh hƣởng của mặt thoáng 36 Hình 2.6 Biều đồ áp suất tại một điểm trong nƣớc ở gần bề mặt 37 thoáng Hình 2.7 Sơ đồ giải thích sóng phản xạ từ đáy nƣớc 39 Hình 2.8 Biểu đồ xác định hệ số phản xạ đối với đá cứng 41 Hình 2.9 Biểu đồ xác định hệ số phản xạ đối với đất cát 42
xiv Hình 2.10 Biểu đồ xác định hệ số phản xạ đối với đất sét 42 Hình 2.11 Mô hình lƣợng nổ dƣới nƣớc tạo phễu 43 Hình 2.12 Quy luật phân bố xung riêng lên nền 45 Hình 2.13 Biểu đồ xung riêng tác dụng lên nền đáy san hô 48 Hình 2.14 Sự phản xạ thẳng góc dƣới nƣớc. 51 Hình 2.15 Sự phản xạ nghiêng dƣới nƣớc 51 Hình 3.1 Phân tố sóng xung kích ở điểm cách xa tâm nổ 55 Hình 3.2 Sóng nổ dƣới nƣớc tƣơng tác với chƣớng ngại có hình dạng 57 bất kỳ Hình 3.3 Tải trọng đơn vị 57 Hình 3.4 Sóng nổ dƣới nƣớc tƣơng tác với chƣớng ngại hình cầu 59 Hình 3.5 Sóng nổ tƣơng tác với chƣớng ngại hình trụ 61 Hình 3.6 Sóng nổ dƣới nƣớc tƣơng tác với chƣớng ngại hình ellip 62 tròn xoay Hình 3.7 Sự nhiễu xạ của sóng nổ trƣợt dọc trên cạnh của chƣớng 64 ngại nêm Hình 3.8 Sóng tới tƣơng tác theo phƣơng pháp tuyến lên góc nêm: a. 66 ; b. Hình 3.9 Sóng nổ tƣơng tác theo một góc bất kỳ lên các mặt của 68 nêm: Phản xạ lên một mặt; b. Phản xạ lên hai mặt. Hình 3.10 Mô hình chƣớng ngại, công trình dƣới nƣớc 71 Hình 3.11 Sơ đồ tƣơng tác sóng nổ tác dụng lên mô hình chƣớng 71 ngại, công trình dƣới nƣớc. Hình 3.12. Nhiễu xạ của sóng nổ với góc chƣớng ngại theo phƣơng 72 pháp tuyến (trƣờng hợp 1) Hình 3.13 Nhiễu xạ của sóng nổ với góc chƣớng ngại theo phƣơng 74
xv pháp tuyến (trƣờng hợp 2) Hình 3.14 Sơ đồ khối thuật toán chƣơng trình tính áp suất tổng hợp 78 do quá trình nhiễu xạ tạo ra khi sóng tới là sóng dạng tam giác Hình 3.15 Sơ đồ khối thuật toán chƣơng trình tính áp suất tổng hợp do quá trình nhiễu xạ tạo ra khi sóng tới là sóng dạng tam giác đối 78 với các chƣớng ngại có hình dạng đặc biệt Hình 3.16 Mô hình và các điểm khảo sát mặt trƣớc của tấm 80 Hình 3.17 Phân bố áp lực tổng hợp tại một số thời điểm trên tấm 82 phẳng Hình 3.18 Phân bố áp lực tổng hợp tại một số điểm trên tấm phẳng 82 Hình 3.19 Mô hình và các điểm khảo sát mặt trên của tấm 83 Hình 3.20 Phân bố áp lực tại các thời điểm của bề mặt phía trên 85 chƣớng ngại Hình 3.21 Phân bố áp lực tại các vị trí (điểm) ở bề mặt phía trên 85 chƣớng ngại Hình 3.22 Mô hình và các điểm khảo sát mặt trên của tấm 86 Hình 3.23 Phân bố áp lực điểm trên bề mặt khuất 88 Hình 3.24 Áp suất chảy bao phía sau bề mặt tấm 90 Hình 3.25 Phân bố vùng chịu tải trọng sóng xung kích dƣới nƣớc 91 lên tấm bê tông Hình 3.26 Sơ đồ bài toán và các điểm xét của trụ dài (theo thời gian) 93 Hình 3.27 Đồ thị phân bố áp suất đối với sóng đơn vị lên chƣớng 94 ngại trụ dài Hình 3.28 Đồ thị phân bố áp suất đối với sóng ( ) ( ) 94 lên chƣớng ngại trụ dài Hình 3.29. Sơ đồ bài toán và các điểm xét của cầu (theo thời gian) 95 Hình 3.30 Đồ thị phân bố áp suất đối với sóng đơn vị lên chƣớng 96
xvi ngại cầu Hình 3.31 Đồ thị phân bố áp suất đối với sóng ( ) ( ) 96 lên chƣớng ngại cầu Hình 3.32. Sơ đồ bài toán và các điểm xét ellipsoid (theo thời gian) 97 Hình 3.33 Đồ thị phân bố áp suất đối với sóng đơn vị lên chƣớng 99 ngại elip tròn xoay Hình 3.34 Đồ thị phân bố áp suất đối với sóng xung kích xét lên 99 chƣớng ngại elip tròn xoay Hình 4.1 Mặt bằng bố trí thí nghiệm 102 Hình 4.2 Sơ đồ thí nghiệm 1 và 2 102 Hình 4.3 Sơ đồ thí nghiệm 3 103 Hình 4.4 Sơ đồ thí nghiệm 4 103 Hình 4.5 Sơ đồ thí nghiệm 5 103 Hình 4.6 Sơ đồ thí nghiệm 6 và 7 103 Hình 4.7 Sơ đồ thí nghiệm 8 104 Hình 4.8 Sơ đồ thí nghiệm 9 và 10 104 Hình 4.9 Máy đo động đa kênh NI SCXI-1000DC 105 Hình 4.10 Đầu đo áp lực áp điện PCB 138A01 106 Hình 4.11 Chuẩn bị tại khu vực thí nghiệm 107 Hình 4.12 Cảnh giới tại khu vực thí nghiệm 108 Hình 4.13 Đầu đo đƣợc gắn chặt vào tấm thí nghiệm đƣợc đƣa xuống 108 vị trí thí nghiệm Hình 4.14 Thiết bị đo nối với máy tính tại hiện trƣờng thí nghiệm 109 Hình 4.15 Chuẩn bị lƣợng nổ theo yêu cầu 109 Hình 4.16 Tác giả đặt lƣợng nổ vào vị trí thí nghiệm dƣới nƣớc 110 Hình 4.17 Hình ảnh của một vụ nổ dƣới nƣớc 110 Hình 4.18 Kết quả thí nghiệm lần 1, lƣợng nổ 200g 113
xvii Hình 4.19 Kết quả thí nghiệm lần 2, lƣợng nổ 200g 113 Hình 4.20 Kết quả thí nghiệm lần 3, lƣợng nổ 400g 113 Hình 4.21 Kết quả thí nghiệm lần 4, lƣợng nổ 400g 114 Hình 4.22 Kết quả thí nghiệm lần 5, lƣợng nổ 600g 114 Hình 4.23 Kết quả thí nghiệm lần 6, lƣợng nổ 200g 114 Hình 4.24 Kết quả thí nghiệm lần 7, lƣợng nổ 200g 115 Hình 4.25 Kết quả thí nghiệm lần 8, lƣợng nổ 400g 115 Hình 4.26 Kết quả thí nghiệm lần 9, lƣợng nổ 600g 115 Hình 4.27 Kết quả thí nghiệm lần 10, lƣợng nổ 600g 116 Hình 4.28 Mối quan hệ giữa và 117 √ Hình 4.29 Biểu đồ mối quan hệ thời gian pha nén và 117 Hình 4.30 Kết quả theo thí nghiệm lần 1, lƣợng nổ 200g 118 Hình 4.31 Kết quả theo thí nghiệm lần 2, lƣợng nổ 200g 119 Hình 4.32 Kết quả theo thí nghiệm lần 3, lƣợng nổ 400g 119 Hình 4.33 Kết quả theo thí nghiệm lần 4, lƣợng nổ 400g 119 Hình 4.34 Sơ đồ thí nghiệm 6 và 7 với tấm bê tông có lớp giảm chấn 120 Hình 4.35 Kết quả theo thí nghiệm lần 6 122 Hình 4.36 Kết quả theo thí nghiệm lần 7 122 Hình 4.37 Sự phụ thuộc thực tế của áp suất theo thời gian của sóng nổ trên bề mặt chƣớng ngại tấm bê tông dạng phẳng (thí nghiệm 3 124 với lƣợng nổ 400g ở khoảng cách 8m) Hình 4.38 Sự phụ thuộc thực tế của áp suất theo thời gian của sóng nổ trên bề mặt chƣớng ngại tấm bê tông dạng phẳng (thí nghiệm 4, 124 với lƣợng nổ 400g ở khoảng cách 10m) Hình 4.39 Kết quả phân bố áp lực tại một điểm theo thí nghiệm và 125 chƣơng trình UNDEX với hàm p1(t) (thí nghiệm 3)
xviii Hình 4.40 Kết quả phân bố áp lực tại một điểm theo thí nghiệm và 126 chƣơng trình UNDEX với hàm p2(t) (thí nghiệm 4) Hình 4.41 Mô hình tƣơng tác giữa lƣợng nổ với tấm bê tông có gắn 129 đầu đo trong môi trƣờng nƣớc Hình 4.42 Mô hình tƣơng tác giữa lƣợng nổ và tấm bê tông dƣới 130 nƣớc Hình 4.43 Tƣơng tác của sóng nổ với tấm tại đầu đo 1 130 Hình 4.44 Phân bố áp suất tại điểm giữa tấm bê tông 131 Hình 4.45 Kết quả phân bố áp lực tại một điểm theo thí nghiệm và 132 phần mềm AUTODYN Hình 4.46 Phân bố áp suất tại điểm đặt đầu đo của tấm bê tông mô 133 hình theo thí nghiệm và các phƣơng pháp tính khác nhau.