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重要高层建筑、大型桥梁、船舶等结构关系着国民经济的命脉,是恐怖袭击的首选目标,这些结构多由箱形结构构成,内爆是其面临的重要威胁之一。因此,研究在内部爆炸作用下箱形结构的响应机理和破坏特性具有重要现实意义。为了获得爆炸作用下结构的破坏形态、理解其变形行为及验证理论分析结果和数值仿真模型,都需要进行爆炸实验,但是原型结构的爆炸实验不仅花费高昂、实验难度大,而且存在安全隐患,因此工程界往往采用缩比模型实验来预估大尺寸原型结构的物理现象。本文着眼于箱形结构在内部爆炸作用下的等效缩比实验方法及箱体的破坏特性这两个方面进行研究。在等效缩比实验方法方面,主要研究工作有:（1）提出了加筋板结构等效实验设计方法。首先引入了质量等效及能量等效两种加筋板等效思想,并给出了双向固支及简支两种边界条件下等效计算方法。然后,根据质量等效与能量等效原理设计了两组共4个模型内爆实验,并对实验进行了数值模拟。结果表明,质量等效板变形量比实际加筋板大,而能量等效板变形量比加筋板小。为此,本文分析了两种等效思想各自的优劣及适用条件,并根据实验和数值模拟数据,利用线性插值得到了普适的加筋板等效实验设计方法。（2）讨论了经典缩比相似律在箱形结构内爆问题中“不完美相似”的主要原因——结构的尺度效应和材料的应变率效应,并利用实验结果对其进行了修正。首先,根据经典缩比相似律设计了3组共9个箱体模型内部爆炸实验（模型及载荷相似比都为2:3:4）,并对实验进行了数值模拟。分析了箱体结构的变形特征:壁面变形特征为整体外凸,边界板的变形特征为中间位置产生面内屈曲。根据实验和数值模拟,分析了结构的尺度效应和材料的应变率效应对缩比相似律的影响,进而得到了修正的箱体结构壁板挠度经验公式。（3）基于Kirchhoff–Love薄板理论,从固支板的运动方程着手,得到无量纲化的控制方程,提出了针对箱形结构内部爆炸问题的无量纲数Din,该无量纲数具有明确的物理意义且参数易于获得,并利用实验数据对无量纲数的有效性进行了验证。基于此无量纲数,提出了一种新的多箱室结构在内爆载荷作用下的破坏程度等效缩比实验设计方法,该方法考虑了结构的尺度效应及应变率的影响并且易于工程应用。最后,依据该方法设计了两个多箱室结构内爆缩比实验,实验结果发现,两个缩比度不一的模型最终破坏特征和破坏程度一致,证明了所提出方法的有效性和准确性。在箱体内爆的破坏机理和破坏特性方面,主要研究工作有:（1）利用数字图像相关技术（DIC）对箱体壁板的动态变形机理进行了研究。首先,设计了三个不同尺度的箱体结构模型内爆实验,同时对实验工况进行了数值仿真计算,计算结果与DIC结果吻合较好。然后,对实验与数值计算结果进行了分析,发现箱体壁板在两条对角线上出现了塑性铰线,而且由于箱形结构对内爆载荷的约束和汇聚作用,箱体壁板在变形过程中会出现独特的“五指山”形状变形。通过对整个响应过程进行分析,总结出箱体壁板的动态变形过程由两个阶段组成:即板整体塑性变形阶段和板中心区域振动变形阶段。（2）利用前文提出的加筋板等效与缩比等效实验设计方法设计了两个小尺度简化钢箱梁模型和一个尺寸为7.5m×2.9m×2.2m的大尺度多箱室结构模型内爆实验,得到了各自的破坏特征并利用高速摄影结果分析了其动态响应过程,发现模型响应过程可分为两个阶段:即局部破坏响应阶段和整体震动响应阶段。（3）对多次内部爆炸加载作用下结构变形的累积损伤规律进行了研究。设计了不同尺度箱体结构多次爆炸加载的内爆实验。分析了多次爆炸加载下箱形结构的破坏特征,实验结果表明,随着爆炸次数的增加,结构可能发生破坏且破口尺寸随爆炸次数增加而增大,各壁板中点挠度值逐渐增大但每次的增大值随着加载次数的增加而减小。基于实验结果,拟合得到了多次内部爆炸加载作用下结构变形的累积损伤经验公式。（4）对箱室结构内部爆炸的破坏模式进行了系统研究。首先,进行了大量工况的数值模拟,总结得出多箱室整体结构具有两种破坏模式:“十”形破坏模式和非“十”形破坏模式。对于单箱室结构,具有五种破坏模式:模式1,塑性大变形;模式2,板中心破口;模式3,角隅处破口;模式4,边撕裂;模式5,近直剪。其中,壁板中心破口又有两种表现形式,即花瓣形（模式2a）和冲碟形（模式2b）。对于箱体壁板结构,发现其具有两种破坏模式:模式A,“凸”形破坏;模式B,“凹”形破坏。然后,利用实验结果对破坏模式进行了验证,并利用数值模拟结果和实验的高速摄影结果对破坏模式的动态破坏过程和破坏机理进行了分析。在此基础上,利用无量纲数Din和二维无量纲数(L/H,Din)分别对破坏模式进行了快速预测,得到了破坏模式分布图及破坏模式快速预测经验公式。（5）基于无量纲数建立了箱形结构内部爆炸破坏范围预估函数,结合数值模拟结果,给出了多箱型结构内部爆炸破坏范围的快速预测计算方法,并利用文献实验结果对预测方法的适用性和准确性进行了讨论。本文研究成果可以为建筑房屋、钢箱梁桥及船舶舱室等结构内部爆炸损伤评估及防爆设计提供支撑与依据。