1.工程結(jié)構抗爆防爆研究進展
  在工程結(jié)構抗爆防爆研究方面,國內(nèi)外學者已開展了爆炸波在空中、地面和巖土等各種復雜環(huán)境和介質(zhì)中的傳播規(guī)律以及各類結(jié)構物或構件因各類爆炸所引起的破壞效應的理論和實驗研究,取得了豐碩的成果,主要包括以下幾個方面:
  (1)結(jié)構物的爆炸連鎖坍塌研究。國外學者針對美國俄克拉何馬州Murrah聯(lián)邦大樓因汽車炸彈爆炸引起的連鎖倒塌事件和紐約世貿(mào)中心停車場貨車炸彈爆炸事件進行了仿真分析,研究了爆炸在建筑物上產(chǎn)生的荷載及其破壞效果,論證了結(jié)構抗爆方面的設計缺陷,提出了一種預防建筑物連鎖倒塌的鋼纜索體系并進行了相關測試。
  (2)各類結(jié)構構件遭爆炸波沖擊加載的研究。各國學者針對諸如平板、墻體、柱體、梁、殼體以及天線等各類結(jié)構構件因遭受各種爆炸波沖擊加載而引起的彈塑性響應及破壞屈曲等進行了深人的實驗及數(shù)值分析。
  (3)地表建筑物和結(jié)構物的抗爆研究。各國學者針對磚石建筑、鋼筋混凝土建筑、多高層建筑、核反應堆安全殼結(jié)構以及橋梁結(jié)構等各類地表結(jié)構物遭各種爆炸沖擊引起的動力響應及破壞效應進行了大量的實驗和理論分析,提出了許多積極有效的防爆措施。
  (4)爆炸沖擊下土-結(jié)構動力相互作用及地下結(jié)構的抗爆研究。國外學者對由地質(zhì)填土、隔震材料、埋置炸藥和部分埋置結(jié)構組成的介質(zhì)-結(jié)構體系進行了地下爆炸沖擊下的動力相互作用數(shù)值分析;國內(nèi)學者研究了爆炸波沖擊下馬蹄形地下防護結(jié)構與圍巖間的非線性相互作用問題,再現(xiàn)了波在彈性層中的傳播及反射過程;國內(nèi)外學者還開展了地下結(jié)構局部遭鄰近地下爆炸沖擊加載的實驗研究等。
   (5)爆炸波在復雜環(huán)境和介質(zhì)內(nèi)的傳播效應。各國學者研究了爆炸波在各種復雜環(huán)境和介質(zhì)(空中、地面、土體、巖石等多類介質(zhì))中的傳播規(guī)律,建立了諸如空中爆炸波超壓函數(shù)的計算公式、一維爆炸波作用下三相飽和土的本構關系、爆炸波在巖體中傳播時巖石本構模型、應力變形及破壞機理等以及城市復雜建筑群或街道中爆炸波的傳播規(guī)律以及周圍結(jié)構物對爆炸波傳播的影響。
2.工程結(jié)構抗爆防爆研究的戰(zhàn)略目標
   為了全面系統(tǒng)地開展爆炸沖擊下工程結(jié)構的災害響應與減災控制的研究工作,進一步研制出適當?shù)姆辣瑴p災控制措施來有效地降低工程結(jié)構的災害損失,很有必要結(jié)合我國當前的國情,確定出在今后10~15年的一段時期內(nèi)本領域研究的戰(zhàn)略目標。
  (1)針對當前國內(nèi)外城市各類工程結(jié)構面臨汽車炸彈爆炸的恐怖威脅以及在各類結(jié)構物內(nèi)外因疏忽、使用不當或維修不及時等遺留的各種爆炸隱患,有關部門應預先組織科研力量,研究制定出有關防范恐怖襲擊和消除各類意外爆炸的一系列科學管理措施。
   (2)深人研究各類爆炸發(fā)生的機理及其在地面和地下諸如城市街道、室內(nèi)廳堂、廠房內(nèi)外、地下隧道、密閉空間以及巖土介質(zhì)等各類環(huán)境中的傳播規(guī)律,合理確定出各種情形下爆炸波施加在墻體、窗戶、立柱、橫梁、樓板、筒壁等各種構件上的超壓模型,以利于有效進行結(jié)構的抗爆響應分析。
   (3)在合理模擬出上述各類構件上爆炸波的加載模型后,通過實驗和數(shù)值模擬兩種方法進一步詳細開展各類構件遭爆炸沖擊下的非線性動力響應分析,深入探索爆炸加載下材料的破壞機理,然后據(jù)此對由不同構件所組成的各類結(jié)構物進行整體的抗爆響應研究,分析各類大型結(jié)構在遭受爆炸沖擊作用下各自不同的破壞模式和倒塌機理。
   (4)根據(jù)地面和地下各類結(jié)構物在各種爆炸波沖擊下動力響應及破壞機理的分析成果,對目前國內(nèi)外現(xiàn)有的結(jié)構防爆減災的理論和技術加以研究改進,開創(chuàng)出適宜我國國情并領先于國際的嶄新的各類結(jié)構防爆減災控制的理論和技術體系。
3.工程結(jié)構抗爆防爆重點研究方向
   根據(jù)上述本領域研究的總體戰(zhàn)略目標,綜合目前國內(nèi)外在有關各類結(jié)構遭突發(fā)性爆炸襲擊下的災害效應及減災控制等方面取得的研究成果和存在的不足,同時結(jié)合我國現(xiàn)今的科研技術實力和未來一段時期的預期目標,確定本領域應重點發(fā)展的研究方向如下。
   (1)爆炸沖擊作用機理與荷載模型研究,包括復雜城市環(huán)境中人為爆炸的作用機理與荷載模型、工程結(jié)構遭受撞擊的作用機理與防護措施、爆炸沖擊波與結(jié)構之間的相互作用與加載規(guī)律、爆炸飛片對結(jié)構的破壞作用、爆炸沖擊荷載與其他災害荷載對結(jié)構的綜合作用等。
(2)工程結(jié)構的爆炸災害響應研究,包括爆炸沖擊荷載作用下結(jié)構的材料性能及構件的失效模式,爆炸沖擊荷載作用下工程結(jié)構的損傷累積、破壞機理與倒塌機制,工程結(jié)構爆炸災害的數(shù)值模擬,工程結(jié)構爆炸災害的評估與加固方法,空爆作用下考慮場地效應的地面結(jié)構物災害響應的數(shù)值模擬分析,爆炸波沖擊下城市生命線工程的災害響應等。
  (3)爆炸波與巖土中結(jié)構的相互作用研究,包括爆炸沖擊荷載作用下土的彈塑性響應與液化效應、爆炸波沖擊下土與地下結(jié)構的動力相互作用及地下結(jié)構的非線性動力響應、地下爆炸波沖擊下土與地面結(jié)構基礎的動力相互作用及地面結(jié)構的動力響應等。
  (4)工程結(jié)構的抗爆設計與減災控制研究,包括爆炸波沖擊下工程結(jié)構的減災控制措施與加固技術、抗爆結(jié)構材料與抗爆結(jié)構體系、民用建筑爆炸防護設計的基礎研究等。
  通過本領域的上述研究工作,不僅在理論上取得突破性進展,對復雜城市環(huán)境內(nèi)爆炸波傳播效應和各類結(jié)構物在常見各種爆炸波沖擊下所受荷載模擬、構件損害機理以及各種減災控制效果進行更為符合實際的模擬和計算分析,以獲取豐富翔實的數(shù)據(jù)資料并且掌握其內(nèi)在的客觀規(guī)律;而且在實踐上取得實質(zhì)性進展,對現(xiàn)實中因恐怖襲擊或各種意外事故所引發(fā)的爆炸波沖擊下各類工程結(jié)構的抗爆設計和受爆炸損壞后的修復加固,提供直接的指導和實施,使各類工程結(jié)構的抗爆可靠度得以明顯提高,從而大幅度地降低爆炸所造成的人民生命和財產(chǎn)的損失。