Published January 1, 2018
| Version v1
Publication
Open
A Designer's Approach for Estimation of Nuclear-Air-Blast-Induced Ground Motion
Description
A reliable estimate of free-field ground displacement induced by nuclear-air-blast is required for design of underground strategic structures. A generalized pseudostatic formulation is proposed to estimate nuclear-air-blast-induced ground displacement that takes into account nonlinear stress-strain behaviour of geomaterials, stress-dependent wave propagation velocity, and stress wave attenuation. This proposed formulation is utilized to develop a closed-form solution for linearly decaying blast load applied on a layered ground medium with bilinear hysteretic behaviour. Parametric studies of closed-form solution indicated that selection of appropriate constrained modulus consistent with the overpressure is necessary for an accurate estimation of peak ground displacement. Stress wave attenuation affects the computed displacement under low overpressure, and stress-dependent wave velocity affects mainly the occurrence time of peak displacement and not its magnitude. Further, peak displacements are estimated using the proposed model as well as the UFC manual and compared against the field data of atmospheric nuclear test carried out at Nevada test site. It is found that the proposed model is in good agreement with field data, whereas the UFC manual significantly underestimates the peak ground displacements under higher overpressures.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
هناك حاجة إلى تقدير موثوق به للنزوح الأرضي الحر الناجم عن الانفجار النووي الجوي لتصميم الهياكل الاستراتيجية تحت الأرض. يتم اقتراح تركيبة عامة كاذبة لتقدير الإزاحة الأرضية الناجمة عن الانفجار النووي الجوي والتي تأخذ في الاعتبار سلوك الإجهاد والإجهاد غير الخطي للمواد الأرضية، وسرعة انتشار الموجة المعتمدة على الإجهاد، وتوهين موجة الإجهاد. تُستخدم هذه الصيغة المقترحة لتطوير محلول مغلق الشكل لحمل الانفجار المتحلّل خطيًا المطبق على وسط أرضي متعدد الطبقات مع سلوك هستيري ثنائي الخط. أشارت الدراسات البارامترية للمحلول مغلق الشكل إلى أن اختيار معامل مقيد مناسب يتوافق مع الضغط الزائد ضروري لتقدير دقيق لذروة إزاحة الأرض. يؤثر توهين موجة الإجهاد على الإزاحة المحسوبة تحت الضغط الزائد المنخفض، وتؤثر سرعة الموجة المعتمدة على الإجهاد بشكل أساسي على وقت حدوث ذروة الإزاحة وليس حجمها. علاوة على ذلك، يتم تقدير ذروة الإزاحة باستخدام النموذج المقترح وكذلك دليل UFC ومقارنتها بالبيانات الميدانية للاختبار النووي الجوي الذي تم إجراؤه في موقع اختبار نيفادا. وجد أن النموذج المقترح يتفق بشكل جيد مع البيانات الميدانية، في حين أن دليل UFC يقلل بشكل كبير من ذروة الإزاحة الأرضية تحت ضغوط زائدة أعلى.Translated Description (French)
Une estimation fiable du déplacement du sol en champ libre induit par le souffle d'air nucléaire est nécessaire pour la conception des structures stratégiques souterraines. Une formulation pseudostatique généralisée est proposée pour estimer le déplacement du sol induit par le souffle d'air nucléaire qui prend en compte le comportement contrainte-déformation non linéaire des géomatériaux, la vitesse de propagation des ondes dépendante de la contrainte et l'atténuation des ondes de contrainte. Cette formulation proposée est utilisée pour développer une solution de forme fermée pour la décomposition linéaire de la charge de souffle appliquée sur un milieu de sol stratifié avec un comportement hystérétique bilinéaire. Les études paramétriques de la solution de forme fermée ont indiqué que la sélection du module contraint approprié compatible avec la surpression est nécessaire pour une estimation précise du déplacement maximal du sol. L'atténuation des ondes de contrainte affecte le déplacement calculé sous faible surpression, et la vitesse des ondes dépendante de la contrainte affecte principalement le temps d'occurrence du déplacement de crête et non son ampleur. En outre, les déplacements de crête sont estimés à l'aide du modèle proposé ainsi que du manuel de l'UFC et comparés aux données de terrain de l'essai nucléaire atmosphérique effectué sur le site d'essai du Nevada. On constate que le modèle proposé est en bon accord avec les données de terrain, alors que le manuel de l'UFC sous-estime considérablement les déplacements de pointe du sol sous des surpressions plus élevées.Translated Description (Spanish)
Para el diseño de estructuras estratégicas subterráneas se requiere una estimación fiable del desplazamiento del terreno en campo libre inducido por la explosión nuclear. Se propone una formulación pseudoestática generalizada para estimar el desplazamiento del suelo inducido por la explosión nuclear de aire que tiene en cuenta el comportamiento no lineal de tensión-deformación de los geomateriales, la velocidad de propagación de la onda dependiente de la tensión y la atenuación de la onda de tensión. Esta formulación propuesta se utiliza para desarrollar una solución de forma cerrada para la carga explosiva de descomposición lineal aplicada sobre un medio molido en capas con comportamiento histerético bilineal. Los estudios paramétricos de la solución de forma cerrada indicaron que la selección del módulo restringido apropiado consistente con la sobrepresión es necesaria para una estimación precisa del desplazamiento máximo del suelo. La atenuación de la onda de tensión afecta el desplazamiento calculado bajo baja sobrepresión, y la velocidad de la onda dependiente de la tensión afecta principalmente el tiempo de ocurrencia del desplazamiento máximo y no su magnitud. Además, los desplazamientos máximos se estiman utilizando el modelo propuesto, así como el manual de UFC y se comparan con los datos de campo de la prueba nuclear atmosférica realizada en el sitio de prueba de Nevada. Se encuentra que el modelo propuesto está en buen acuerdo con los datos de campo, mientras que el manual de UFC subestima significativamente los desplazamientos máximos del suelo bajo sobrepresiones más altas.Files
3029837.pdf.pdf
Files
(4.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b8c0743c2811dd50713472d9b7789350
|
4.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نهج مصمم لتقدير الحركة الأرضية المستحثة بالانفجار الجوي النووي
- Translated title (French)
- Approche du concepteur pour l'estimation du mouvement du sol induit par l'air nucléaire
- Translated title (Spanish)
- Enfoque de un diseñador para la estimación del movimiento de tierra inducido por explosiones nucleares en el aire
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2793564842
- DOI
- 10.1155/2018/3029837
References
- https://openalex.org/W1971942149
- https://openalex.org/W1985508863
- https://openalex.org/W2009230780
- https://openalex.org/W2034302470
- https://openalex.org/W2048982876
- https://openalex.org/W2056134500
- https://openalex.org/W2065186069
- https://openalex.org/W2079114135
- https://openalex.org/W2106696800
- https://openalex.org/W2140076760
- https://openalex.org/W2231810578
- https://openalex.org/W2565519062
- https://openalex.org/W2589551916
- https://openalex.org/W576207951