随着各国军事战力的不断增强,地空导弹系统凭借其战斗的机动性、精准的打击与强大的杀伤性逐渐成为现代战略体系的重要部署。在军事战争中,导弹袭击引起的爆炸波冲击是对结构造成破坏的主要因素,而现实中大规模导弹的试验不仅存在巨大的安全隐患,同时造价成本高,很难对其进行实际的演练。因此,对结构的抗爆性防护研究值得我们进一步探讨。本文利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸作用下的地下隧道进行建模分析,对不同工况下的结构损伤进行研究分析,研究了不同覆土面厚度、不同腔体尺寸对爆炸应力波传播的影响,分析了不同装药量下爆破产生的应力波对岩体的作用效果与损伤规律;建立三种不同工况的数值模型,研究地下隧道衬砌结构高度、跨度及衬砌厚度对爆炸应力波的影响,针对其破坏形态提出相应的处理方法。取得的主要研究成果如下:(1)理论分析爆炸应力波在自由场地,即在空气中的形成与传递;对应力波峰值超压的简化进行了理论分析,描述了爆炸应力波在密闭空间的荷载分布及升压过程;综合分析了冲击波对建筑结构的破坏形态,总结了详细的提高结构抗爆性能的方法。(2)利用ANSYS/LS-DYNA研究覆土厚度为lm、1.5m及原型空腔平面装药爆炸的可行性,模拟结果显示,空腔装药压力幅值的变化是由于空腔爆破后空气波多次振荡反射形成,空腔装药爆破压力波形平面度较好,说明空腔平面装药可以形成平面的较好的长持续时间压力波。增加空腔体积与装药量可以明显提高感生应力波幅值与应力波的平滑性。结果表明:多层装药下的爆炸波平面度较好,相较于单层装药,其对地下隧道结构的持续爆炸作用效果更好,表明平面装药模拟长持续的爆炸作用是高效且可靠的。(3)运用ANSYS/LS-DYNA模拟平面装药爆炸荷载作用对不同高跨比的地下隧道衬砌的影响。分析了三种相同装药量不同高跨比工况下(P1、P2、P3),地下隧道拱顶、拱肩及拱底部位的塑性应变、速度、加速度、位移等变化情况,分析了衬砌结构的损伤形式与易损伤部位的破坏状态,对比研究了各种类型结构在不同爆炸条件下的破坏机理,比较其结构的抗爆性能,结果显示:相同装药量及同等支护条件下,适当减小隧道衬砌结构的跨度与高度可以减轻隧道在爆炸波作用下的损伤。(4)利用ANSYS/LS-DYNA模拟不同衬砌厚度时平面装药爆炸下地下隧道的动力响应。研究了衬砌结构各单元X方向与Y方向的速度、加速度及位移的变化。分析了衬砌厚度为30cm、40cm、50cm时,平面装药爆炸下地下隧道的结构动力响应,比较不同工况衬砌结构的损伤破坏形态。(5)利用混凝土衬砌结构的P-I曲线与数值模拟中的结构损伤图,结合研究衬砌拱顶、拱肩及拱底对其P-I曲线的影响规律,研究隧道的损伤破坏程度。结果表明,P-I曲线所示损伤与结构损伤图结论一致。