周忠欣，金丰年，袁小军，陈海龙，周健南，徐 迎，孔新立

(陆军工程大学国防工程学院爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，江苏 南京 210007)

目前针对地下结构除基于核爆炸或模拟核爆炸作用外的研究，基于常规武器爆炸的研究也逐渐备受重视[1-3]。但由于结构与介质之间复杂的相互作用，对地下拱形结构的研究较少。陈海龙等[4]利用简化的拱形振动方程，给出爆点位于拱形结构正上方处的弹性动力响应解析解。然而，由于爆炸荷载位置的不确定性，侧向爆炸荷载作用对结构的响应研究更具有适用性。杨昇田等[5]根据大量试验和数值分析得到侧向爆炸作用下直墙拱顶衬砌动力响应解析解，同时给出压力函数的解析表达式。计算结构-介质之间的相互作用常见于2种方式：MSSI(modified soil-structure interaction)理论和Constantino相互作用理论。Miller等[6]、Weidlinger等[7]利用这2种理论计算了结构和介质之间的动力响应。陈海龙等[8]将爆炸荷载简化为侧向均布荷载，对远场情况任意角度荷载作用下结构响应进行计算，得到了侧向荷载作用下结构的位移分布曲线。孙惠香等[9]、Henrych[10]利用有限元等方法对爆炸荷载作用下地下拱形结构与围岩的相互作用进行了研究。本文中，采用Henrych振型假设[10]与MSSI模型，理论推导非均布侧向爆炸荷载作用下拱结构的位移、速度和加速度等时程响应，以期获得更符合实际工况的响应结果。计算中假设爆点距离结构较远，对结构未造成较大程度破坏，结构处于弹性响应阶段。

1 侧向爆炸土中自由场荷载和位移

1.1 土中自由场荷载和位移

计算土中自由场峰值压力p0(R)和峰值位移w0(R)时，采用TM5-855-1[11]中给出的公式：