Vol.20 No.6 何军等：高耸圆简形构筑物爆破拆除物理力学模型的确定 ·509· 根据材料偏心受压应力计算公式可求得各点应力分布： 0=-(G/0(1-(e·x)/,) (5) 大拉应-9]-[-可] (6) 最大压应力：当a≤π时 -4-ga+）-引+ (2)e 当a>π时 e.m (7) 至此，应力分布计算公式推导完毕，从公式(6)，(7)可以发现，最大拉、压应力与切口截面 大小成反比，与筒体高度、密度成正比，与切角、壁厚大小密切相关.对于具体的工程实例，筒 体高度、密度、壁厚以及切口处半径均是已知，而切口截面大小仅是切角的函数.因此，由公式 (6),(7)可见，对于具体的工程实例最大拉、压应力与切角大小具有近似线性关系. (2)切角大小设计的判断准则. 考虑圆简形构筑物结构所用材料均属于脆性材料.当切口爆出瞬间，简体底座由于受偏 心压力作用，应力瞬时重新分布：沿极性轴内侧部分为压应力区（进一步受压缩）；沿极性轴外 侧部分则属于拉应力区（由压瞬时变拉）.材料变形属于瞬态变形，其破坏强度应以动态破坏 强度为准.根据大量资料表明：脆性材料动态强度一般为静态强度的1.8~2.5倍左右，对混凝 土材料可取2.0.如图1所示，切口另一侧简体1个壁厚d处的材料被瞬时拉断，形成沿设计方 向倾倒趋势；剩下部分由于将最大压应力控制在材料的动态抗压强度范围内暂时没有遭到破 坏，当作切口上部简体倾倒时的支点，当简体倾倒到一定角度时，支点被剪断和压坏；由于惯 性作用，简体按照设计方向倾倒，而极大可能地减小了产生后冲、下坐和偏离设计方向倾倒的 不良后果 因此，可以建立如式(8)确定切角大小的判断准则： 0≥2.00 (8) ma<2.0 式中：0为内侧断裂点∫处的应力大小；0。为最大压应力；0为材料的静态抗拉强度；o为材 料的静态抗压强度， 当且仅当开口切角所造成的应力分布满足公式(8)的条件时，筒体倾倒过程中出现下坐、 后冲和不按照设计方向倒塌等现象的可能性为最小， 2物理一力学模型验证 确立了切角设计的判断准则，便可以进行实例分析，对于砖混、素混凝土结构的圆筒形构 筑物，判断准则公式(8)所确定的切角即为最佳切角.而对于钢筋混凝土结构的圆简形构筑物 则须进行强度校核：只有拉应力区瞬时破坏部分拉力P大于该部分钢筋的约束反力P,时，方 可实现瞬时断裂过程.何军等 高耸圆筒形构筑物爆破拆除物理 一 力学模型 的确定 根据材料偏 心 受压应力计算公 式 可 求得各点应力分布 、少产 ‘ 、、了了 沙 、 一 一 · 犷 最大拉应力 一 针 ，一 华华 一 叮丝鬓二 一 ， 〕 改 与 」 入 与 」 最大 压应力 帆 考 一且 一 一 一 一 一 、、刀 尺 考 时一 当一 一翅一‘ 孔 当 兀 时 了，才 、少 一 十 一且 一 一 一 、、夕 了 ， “ ” ’ 一 － 一 一 一 尺 考 凡 召 心 至 此 ， 应力分布计算公式推导完毕 从公式 ， 可 以 发现 ， 最大 拉 、 压应力 与切 口 截 面 大 小成反 比 ， 与筒 体高度 、 密度 成正 比 ， 与切 角 、 壁 厚 大小 密切 相 关 对于 具 体 的工 程 实例 ， 筒 体高度 、 密度 、 壁 厚 以及切 口 处半径均是 已 知 ， 而切 口 截面大小 仅是 切 角 的 函数 因此 ， 由公式 ， 可见 ， 对于具体的工程实例最大拉 、 压应力 与切角大小具有 近似线性 关系 切 角大小设计的判 断准则 考 虑 圆筒形 构筑物结构所 用材料均 属于脆性材料 当切 口 爆 出瞬 间 ， 筒 体底 座 由于 受偏 心 压力作用 ， 应力 瞬时重新分布 沿极性轴 内侧部分 为压应力 区 进一 步受压缩 沿极 性 轴外 侧部分 则属 于 拉应力 区 由压 瞬时变拉 材料变形 属于 瞬态变形 ， 其破 坏 强度 应 以 动态破 坏 强度 为准 根 据大量 资料表 明 脆性材料动态强度一般为静态强度 的 倍左右 ， 对混凝 土材料 可取 如 图 所示 ， 切 口 另一侧筒体 个壁 厚 处的材料被 瞬时拉 断 ， 形成 沿设计方 向倾倒趋 势 剩 下 部分 由于将最大压应力控制在材料的动态抗压强度 范 围 内暂 时没有 遭到破 坏 ， 当作 切 口 上 部筒 体倾倒 时的支点 ， 当筒 体倾倒到一定角度 时 ， 支点被 剪 断和 压 坏 由于 惯 性作 用 ，筒 体按 照设计方 向倾倒 ， 而极大可 能地减小 了产生后 冲 、 下 坐 和偏 离设计方 向倾倒 的 不 良后 果 因此 ， 可 以建 立如式 确定切 角大小 的判断准则 马 七 ， 式 中 动内侧断裂 点 处 的应力大小 ， 。 为最大压应力 丐为材 料 的静 态抗 拉 强 度 为材 料 的静态抗 压 强度 当且仅 当开 口 切角所造成 的应力分布满足公式 的条件时 ， 筒 体倾倒过程 中出现下 坐 、 后 冲和 不 按 照 设计方 向倒 塌等现象 的可能性 为最小 物理 一 力学模型验证 确立 了切 角设计的判 断准则 ， 便 可 以 进行 实例分析 对于 砖 混 、 素混凝 土结构 的 圆筒 形 构 筑物 ， 判 断准则公式 所 确定 的切 角 即为最 佳切 角 而 对于 钢筋混凝 土结构的 圆筒形 构筑物 则须进行强度 校 核 只 有拉应力 区 瞬时破 坏部分拉力 弓大于 该部分 钢筋 的约束反 力 时 ， 方 可 实现 瞬时断裂 过 程