新型护栏型结构防爆墙研究项目摘要

目前防爆墙的设计主要是通过结构强度和延性的传统设计理念来抵御爆炸荷载。实体防爆墙一般都体积庞大，这不但增加建造成本，也不适合在城市地区应用。随着新型材料的发展，越来越多的学者研究开发夹层防爆墙来抵抗爆炸荷载。夹层防爆墙通过夹层的大变形来吸收爆炸能量以达到保护结构的目的，一旦夹层塑性变形后，其抵抗爆炸荷载的能力大幅下降，因此不适合于抵御重复爆炸荷载。本项目摒弃传统实体防爆墙抵御爆炸荷载的理念，将基于波的传播和干涉理论开发一种新的防爆墙设计。新的设计通过在重要防爆区域放置护栏型结构柱，引起产生于相邻柱的反射波和折射波的再反射、折射和相互作用，进而消减部分波能。这一设计理念已经用在光学和声学领域来消除光能和噪音，但还没有被用于爆炸工程领域以消除爆炸波的能量。这一创新设计在增加防爆墙对墙后人员和结构的防护等级的同时，可以极大的节省材料和建造成本。该设计理念也有望在其他类型的防护结构中得到应用。

传统的防爆墙往往为砌体墙、混凝土墙或钢混组合墙等实体形式。一方面此类防爆墙在近距离爆炸荷载下会产生大量碎片以相当高的速度向后方飞散冲击，对墙后建筑、设施和人员等形成极大安全威胁；另一方面，在城市范围内的关键建筑周围放置此类实体防爆墙，往往会造成民众的恐慌情绪，对社会秩序带来严重负面效应，对社会经济的影响可能超过爆炸事件本身。本项目基于波的传播和干涉理论开发一种新的防爆墙设计，通过在重要防爆区域放置护栏型结构柱，引起产生于相邻柱的反射波和衍射波的再反射、干涉等作用，进而消减部分波能。本项目的主要研究内容为（1）基于爆炸波传播的理论推导，应用AUTODYN有限元分析软件通过二维数值模拟进一步理解爆炸波传播的规律。然后在二维数值模拟中针对不同配置的护栏柱分析其减弱爆炸荷载的有效性；（2）根据二维数值模拟的研究结果，通过设计现场缩尺爆炸试验，对新型护栏型防爆墙的排布进行研究，进一步验证不同排布的护栏型防爆墙对爆炸荷载的防护有效性；（3）基于二维数值模拟及现场试验的研究结论，对护栏型防爆墙进行三维数值模拟拓展研究，对其在近距离爆炸荷载作用下的结构响应及具体排布参数进行了详细分析，最终提出护栏型防爆墙的排布建议。基于最优排布的护栏型防爆墙，通过大量数值模拟计算，分析数据最终得到护栏型防爆墙后作用在建筑物表面的反射压力和冲量。这一全新设计理念在增加防爆墙对墙后人员和结构的防护等级的同时，可以避免产生碎片灾害，极大的节省材料和建造成本，同时适用于城市环境结构减爆，在军民两用领域有着极大的应用前景。

钢筋混凝土防爆墙、钢板防爆墙、型钢防爆墙、砖砌防爆墙、阻燃防爆墙、军事专用防暴墙。

钢筋混凝土防爆墙的钢筋交错处牢固绑扎、墙厚通常为30～40cm；加厚墙基埋入地下深度应大于1m。防爆墙应能承受3MPa的冲击压力。在有爆炸危险的装置与无爆炸危险的装置之间，以及在有较大危险的设备周围应设置防爆墙或其他阻挡设施。

1、军事安全防爆墙

2、立体工事防爆墙

3、训练基地防爆墙

4、野战物资仓库防爆墙

5、野外营地防爆墙

6、危险品仓库防爆墙

7、化工厂防爆墙

8、炼油厂防爆墙

9、爆竹厂防爆墙

10、储备库防爆墙

11、兵营营房防爆墙

12、洪水防护防洪墙

13、城市内涝防洪墙

14、紧急防洪墙

15、防山体滑坡设施

16、厂房移动式围挡