城市淺埋管溝燃氣爆炸安全防護 楊石剛 楊亞 蔡炯煒 著 9787512443631 【台灣高等教育出版社】

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本書通過野外試驗、數值模擬和理論分析的方法，對城市淺埋管溝燃氣爆炸荷載分佈模型、災害效應評估、管溝損傷破壞機理及防護技術等進行了深入系統的介紹。

內容簡介
本書通過野外試驗、數值模擬和理論分析的方法，對城市淺埋管溝燃氣爆炸荷載分佈模型、災害效應評估、管溝損傷破壞機理及防護技術等進行了深入系統的介紹。全書共分為7章：緒論、管溝燃氣爆炸實驗、城市淺埋管溝燃氣爆炸泄爆效應、城市淺埋管溝燃氣爆炸荷載分佈模型、管溝內燃氣爆炸衝擊波地面傳播規律、城市淺埋管溝燃氣爆炸事故災害效應評估、燃氣爆炸荷載作用下管溝蓋板的動力響應。
本書可供土木工程、安全工程、石油化工領域的科研工作者和工程技術人員參考使用。

作者簡介
楊石剛，工學博士，陸軍工程大學副教授，博導，江蘇省優秀青年基金獲得者。長期從事燃氣爆炸災害效應及工程防護技術的研究工作，主持完成國家、江蘇省自然科學基金和後勤科研等項目4項；參与國家973計劃、國家重點研發計劃等重大項目8項。獲科技進步一等獎1項、省部級科技進步二等獎2項，發表學術論文30餘篇，授權專利和軟體著作權8項。
楊亞，陸軍工程大學防災減災工程及防護工程專業在讀博士生，2018年獲重慶大學土木工程專業學士學位，2021年獲陸軍工程大學工程碩士專業學位。主要研究方向為燃氣爆炸災害效應和地下結構防護技術，獲江蘇省優秀專業碩士學位論文，發表學術論文10餘篇，其中被SCI/EI收錄9篇。
蔡炯煒，碩士研究生學歷， 2021 年畢業於陸軍工程大學建築與土木工程專業，從事燃氣爆炸災害效應研究，參与國家 973 計劃、國家重點研發計劃等重大項目 4 項， 先後在《爆炸與衝擊》、《中國安全科學學報》等核心期刊發表論文 6 篇。

目錄
1 章 緒 論 1
1 1 研究背景及意義 1
1 2 國內外研究現狀 4
1 2 1 長直泄爆空間燃氣爆炸荷載模型研究 4
1 2 2 結構抗燃氣爆炸安全防護技術研究 11
1 2 3 已有研究存在的不足 22
1 3 本書主要內容 23
第 2 章 管溝燃氣爆炸試驗 25
2 1 試驗設計 25
2 1 1 試驗裝置 25
2 1 2 試驗流程 31
2 1 3 試驗工況 32
2 2 試驗結果分析 33
2 2 1 超壓時程曲線特徵 34
2 2 2 可燃氣體體積分數對爆炸荷載的影響 38
2 2 3 爆炸荷載分佈特徵 40
第 3 章 城市淺埋管溝燃氣爆炸泄爆效應 45
3 1 FLACS 軟體概況 45
3 1 1 軟體簡介 45
3 1 2 基本模型 46
3 2 數值模擬驗證 48
3 2 1 物理模型 48
3 2 2 網格敏感性分析 49
3 2 3 試驗與模擬對比 52
3 2 4 泄爆口泄爆作用分析 55
3 3 泄爆效應的影響因素分析 58
3 3 1 泄爆口布置對泄爆效應的影響 58
3 3 2 泄爆面積對泄爆效應的影響 64
城市淺埋管溝燃氣爆炸安全防護
3 3 3 端部開口對泄爆效應的影響 68
第 4 章 城市淺埋管溝燃氣爆炸荷載分佈模型 71
4 1 管溝燃氣爆炸過程研究 71
4 1 1 物理模型建立 71
4 1 2 爆炸過程分析 72
4 1 3 模擬結果分析 75
4 2 管溝燃氣爆炸荷載影響因素 83
4 2 1 管溝類型 83
4 2 2 可燃氣雲長度 86
4 2 3 管溝截面尺寸 88
4 2 4 管溝長度 91
4 3 超壓峰值分佈模型 96
4 3 1 爆炸平面衝擊波物理模型 96
4 3 2 中間降壓段模型建立 97
4 3 3 中間降壓段模型修正 99
4 3 4 端部降壓段模型建立 105
4 3 5 超壓峰值分佈模型簡化及驗證 106
第 5 章 管溝內燃氣爆炸衝擊波地面傳播規律 109
5 1 燃氣爆炸荷載地面傳播規律分析 109
5 1 1 物理模型 109
5 1 2 管溝外衝擊波傳播過程及機理分析 112
5 1 3 超壓時程曲線特徵分析 116
5 1 4 超壓峰值分佈規律 118
5 2 衝擊波超壓峰值的影響因素分析 120
5 2 1 點火位置的影響 121
5 2 2 泄爆口大小的影響 122
5 2 3 氣雲長度的影響 123
5 2 4 截面面積的影響 124
第 6 章 城市淺埋管溝燃氣爆炸事故災害效應評估 126
6 1 管溝燃氣爆炸災害效應評估 126
6 1 1 傷害準則介紹 126
6 1 2 燃氣爆炸衝擊波危險距離評估 129
6 2 青島「11•22」原油泄漏爆炸事故 133
6 2 1 爆炸事故概況 133
6 2 2 事故模擬模型 136
6 2 3 模擬結果驗證及分析 137
6 2 4 荷載分佈模型應用 139
第 7 章 管溝蓋板在燃氣爆炸荷載作用下的動力響應 144
7 1 城市淺埋管溝系統 144
7 1 1 截面形狀 144
7 1 2 矩形管溝結構設計 145
7 1 3 管溝系統附屬設施 145
7 2 鋼筋混凝土矩形管溝模型驗證 148
7 2 1 LS-DYNA 軟體演算法介紹 148
7 2 2 管溝燃氣爆炸試驗簡介 149
7 2 3 模型驗證及網格敏感性分析 151
7 3 管溝蓋板動力響應數值分析 156
7 3 1 參數設置 156
7 3 2 管溝蓋板在燃氣爆炸荷載下的動力響應特徵 158
7 3 3 管溝蓋板動力響應的參數化分析 161
7 4 FRP 加固管溝抗爆性能數值模擬分析 164
7 4 1 FRP 加固管溝數值模型 164
7 4 2 動力響應特性分析 165
7 4 3 FRP 參數分析 169
參考文獻 173

前言/序言
燃氣管道作為天然氣進入千家萬戶的重要設施，在城市地下空間縱橫交錯地分佈。然而，閥門失靈、管道破損、操作失誤等原因時常導致燃氣泄漏，一旦燃氣在城市淺埋管溝內積聚，當遇到點火源時，就極易發生嚴重的燃氣爆炸事故，如2021 年湖北十堰重大燃氣爆炸事故和 2013 年山東青島輸油管道爆炸事故。本書通過野外試驗、數值模擬和理論分析的方法，對城市淺埋管溝燃氣爆炸荷載分佈模型、災害效應評估、管溝損傷破壞機理及防護技術等進行了深入系統的介紹。
本書共分 7 章。第 1 章——緒論，主要介紹城市淺埋管溝燃氣爆炸安全防護的研究背景、國內外研究現狀和主要研究內容等。第 2 章——管溝燃氣爆炸試驗，主要介紹管溝燃氣爆炸試驗裝置、試驗流程、試驗工況和試驗結果。第 3 章——城市淺埋管溝燃氣爆炸泄爆效應，主要介紹計算流體動力學軟體 FLACS 的基本模型和數值模擬驗證，並分析泄爆效應的影響因素。第 4 章——城市淺埋管溝燃氣爆炸荷載分佈模型，主要介紹管溝燃氣爆炸的作用機理、管溝內燃氣爆炸荷載的影響因素和超壓峰值分佈模型。第 5 章——管溝內燃氣爆炸衝擊波地面傳播規律，主要介紹管溝外衝擊波傳播過程和作用機理、超壓時程曲線特徵以及荷載峰值分佈規律。第 6 章——城市淺埋管溝燃氣爆炸事故災害效應評估，主要介紹管溝燃氣爆炸災害效應評估方法，以及對青島「11•22」原油泄漏爆炸事故進行實例分析。第 7 章——管溝蓋板在燃氣爆炸荷載作用下的動力響應，主要介紹結構動力學分析軟體LS-DYNA的主要模型和模型驗證、管溝蓋板動力響應數值分析和 FRP 加固技術。
本書可供土木工程、安全工程、石油化工領域的科研工作者和工程技術人員參考使用。
編 者
2023 年 12 月