随着国民经济的发展,中国的航运事业进入快速发展阶段,港口工程已成为我国和平时期经济建设的重要内容。码头作为港口工程重要的组成部分,具有显著的社会、经济和政治效益。码头结构一旦失事,将给国家和人民带来巨大的损失,后果不堪设想,因此,其安全防护一直是国家总体安全战略的重要组成部分。将爆炸荷载作为一种极端荷载,研究码头结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应、破坏模式,可为码头结构的安全评估及抗爆防护设计提供理论依据,具有重要的军事价值和政治意义。本文以高桩码头作为研究对象,开展爆炸荷载下高桩码头结构的数值模拟分析,探索该型结构在不同爆炸荷载情况下的动态响应及损伤破坏,分析其可能存在的破坏机理,并进一步利用数值仿真方法对某高桩码头结构开展全尺度的水下爆炸冲击动力学研究。主要的研究内容和成果如下:(1)基于ALE算法,对无限域和近水面水下爆炸进行了数值模拟,将数值计算结果与传统经验公式进行比较,验证了本文数值模拟结果的准确性。通过比较无限域和近自由面的冲击波压力曲线,发现自由面存在能够削弱冲击波的作用,主要体现在削弱峰值压力和减小冲击波波形脉宽上。刚性界面对冲击波的影响较大,主要是水底反射波的变化。通过对不规则反射区峰值和脉宽的对比分析,发现随着测深的增大,自由面对冲击波的衰减作用逐渐减小;(2)在小爆距(本文爆心距小于40cm)范围内本模拟所测得水下爆炸压力偏大,而随着测点距离的增大,压力的理论值与模拟值之间的误差逐渐较小,在爆心距离超过60cm时,两者曲线几乎重合,表明模拟结果的可靠性受爆心距离的影响较大;(3)基于多物质流固耦合算法,构建码头框架结构水下爆炸全耦合模型,探讨码头结构动力响应和损伤破坏。冲击波作用在结构迎爆面引起结构冲击破坏;当冲击波传播至结构-水-空气交界面处时,结构因水面截断效应而发生冲切破坏;随着冲击波向结构内部传播,结构内的冲击波会形成与传播方向相反的拉伸波,该情况下极易引起混凝土结构的拉伸破坏;(4)在水下爆炸荷载作用下,除所有桩柱产生了不同程度的损伤外,码头端部的第一根桩柱底部基岩区域以及与横梁相连的基岩区域塑形损伤破坏较为严重,此处的水下桩基础在码头抗爆设计时应适当加强配筋;(5)当相对爆距为0.252(m/kg3),相对爆深为0.693(m/kg3)时,水下爆炸荷载作用于码头结构上的压力峰值较大,在进行码头结构抗爆防护设计时,应考虑该种特殊情况。