(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210944635.1 (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 浙江同济科技职业学院 地址 310000 浙江省杭州市萧 山区高教园 区 申请人 浙大城市学院 (72)发明人 庞崇安　王震　刘玉锋　李芬红　 刘霏霏　 (74)专利代理 机构 佛山知正知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 44483 专利代理师 王海燕 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 113/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状 态的评估方法 (57)摘要 本发明提供了混凝土大坝在水下爆炸荷载 作用下健康状态的评估方法， 包括以下步骤： 步 骤一： 根据工程实际获取混凝土大坝的几何特征 和材料参数， 采用ANSYS/LS ‑DYNA软件， 建立基于 Euler算法的含TNT炸药、 空气、 重力大坝钢筋混 凝土结构和围护结构的动态全耦合模型， TNT炸 药、 空气采用流体Euler网格， 重力大坝钢筋混凝 土结构和围护结构 采用Lagrange固体网格； 步骤 二： 基于步骤一建立的全耦合模型， 通过数值模 拟获得混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下目标 位置的冲击波压力场分布特征； 本发 明可用于混 凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评 估。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115310326 A 2022.11.08 CN 115310326 A 1.混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评估方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤一： 根据工程实际获取混凝土大坝的几何特征和材料参数， 采用ANSYS/LS ‑DYNA软 件， 建立基于Euler 算法的含TNT炸药、 空气、 重力大坝钢筋混凝土结构和围护结构的动态全 耦合模型， TNT炸药、 空气采用流体Euler网格， 重力大坝钢筋混凝土结构和围护结构采用 Lagrange固体网格； 步骤二： 基于步骤一建立的全耦合模型， 通过数值模拟获得混凝土大坝在水下爆炸荷 载作用下目标位置的冲击波压力场分布特 征； 步骤三： 基于步骤二得到的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下目标位置冲击波压力场 分布特征， 获得不同爆炸 工况下混凝土大坝的应力值和位移值； 步骤四： 基于步骤三得到混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下的应力值和位移值， 结合 毁伤部位坝体的性能特点， 建立相应的标准 来评估混凝 土大坝结构的健康状态。 2.根据权利要求1所述的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评估方法， 其 特征在于， 所述混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下的目标部位为： 坝体上部、 坝体中部、 坝 踵。 3.根据权利要求2所述的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评估方法， 其 特征在于， 所述混凝土大坝在水下爆 炸荷载作用下的目标部位为坝体上部时， 在步骤四中， 混凝土大坝的健康状态是通过坝体应力是否大于混凝土动态容许应力、 位移 值是否超过允 许值来评估的。 4.根据权利要求2所述的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评估方法， 其 特征在于， 所述混凝土大坝在水下爆 炸荷载作用下的目标部位为坝体中部时， 在步骤四中， 混凝土大坝的健康状态是通过坝体最大主压应力是否大于 混凝土动态容许压应力、 位移 值 是否超过允许值 来评估的。 5.根据权利要求2所述的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评估方法， 其 特征在于， 所述混凝土大坝在水下爆 炸荷载作用下的目标部位为坝踵时， 在步骤四中， 混凝 土大坝的健康状态是通过判断坝踵垂直应力是否出现 拉应力来评估的。 6.根据权利要求1 ‑5任意一项所述的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评 估方法， 其特征在于， 所述混凝土大坝的几何特征和材料参数包括混凝土大坝的坝体高、 坝 顶宽、 坝底宽、 坝坡高。 7.根据权利要求1 ‑5任意一项所述的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评 估方法， 其特征在于， 所述水下爆炸全耦合模 型是由： TNT炸药、 空气采用流体Euler网格， 重 力大坝钢筋混凝 土结构和围护结构采用La grange固体网格。 8.根据权利要求1 ‑5任意一项所述的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评 估方法， 其特 征在于， 所述TNT炸药位于水体表面， 与混凝 土大坝接触。 9.根据权利要求1 ‑5任意一项所述的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评 估方法， 其特 征在于， 所述数值计算采用La grange‑Euler全耦合方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115310326 A 2混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评估方 法 技术领域 [0001]本发明涉及混凝土大坝健康状态评估技术领域， 具体涉及混凝土大坝在水下爆炸 荷载作用下健康状态的评估方法。 背景技术 [0002]我国水利工程发达， 大坝数目众多， 作为关系到民生、 环境、 能源等重要领域的构 筑物， 其毁坏的后果的是不堪设想的。 工程界对大型公共结构的抗爆性能也日益重视， 大坝 抗爆性能的重要性 也不言而喻。 [0003]已有的结构爆炸毁伤评估方法有建立炸药当量、 起爆距离和毁伤程度之间的关 系， 根据水下爆炸冲击起爆当量和 起爆距离条件判断大坝的毁伤破坏等级等。 混凝土坝可 能遭受空中爆 炸、 水下爆 炸、 侵彻爆 炸等袭击方式， 水下爆 炸的冲击作用比空中爆炸强烈得 多， 而侵彻爆炸将使大坝从内部发生破坏。 因此， 对于混凝土大坝在水下接触爆炸、 侵彻爆 炸冲击荷载作用下的健康状态进行评估， 对混凝 土坝的抗爆设防具有十分重要的意 义。 发明内容 [0004]本发明的目的在于混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评估方法， 以解 决上述背景技 术中提出的问题。 [0005]为实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0006]混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下健康状态的评估方法， 包 含以下步骤： [0007]步骤一： 根据工程实际获取混凝土大坝的几何特征和材料参数， 采用ANSYS/  LS‑ DYNA软件， 建立基于Euler 算法的含TNT炸药、 空气、 重力大坝钢筋混凝土结构和围护结构的 动态全耦合模 型， TNT炸药、 空气采用流体Euler网格， 重力大坝钢筋混凝土结构和围护结构 采用Lagrange固体网格； [0008]步骤二： 基于步骤一建立的全耦合模型， 通过数值模拟获得混凝土大坝在水下爆 炸荷载作用下目标位置的冲击波压力场分布特 征； [0009]步骤三： 基于步骤二得到的混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下目标位置冲击波压 力场分布特 征， 获得不同爆炸 工况下混凝土大坝的应力值和位移值； [0010]步骤四： 基于步骤三得到混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下的应力值和位移值， 结合毁伤部位坝体的性能特点， 建立相应的标准 来评估混凝 土大坝结构的健康状态。 [0011]优选的， 所述混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下的目标部位为： 坝体上部、 坝体中 部、 坝踵。 [0012]优选的， 所述混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下的目标部位为坝体上部时， 在步 骤四中， 混凝土大坝的健康状态是通过坝体应力是否大于混凝土动态容许应力、 位移值是 否超过允许值 来评估的。 [0013]优选的， 所述混凝土大坝在水下爆炸荷载作用下的目标部位为坝体中部时， 在步 骤四中， 混凝土大坝的健康状态是通过坝体最大主压应力是否大于混凝土动态容许压应说　明　书 1/3 页 3 CN 115310326 A 3