Recent terrorist attacked has raised the importance of studying the structural response under blast loads. Most of the past research has focused on the superstructure performance without considering the foundation behavior under blast loads. In this research, a pile foundation system was analyzed using detailed finite element analysis using ABAQUS under blast load to investigate the effectiveness of different mitigation techniques. The foundation system includes nine concrete piles encased in steel pipes with external diameters of 0.6 m. The piles have a length of 20 m in silty clay and stiff clay layers. The piles are connected using a reinforced concrete raft with dimensions of 10 m x 10 m and a thickness of 1 m. The blast load considered resulted from a surface explosive charge of 457 kg of TNT at a standoff distance 2.5 m from raft and at a height of 0.56 m above ground surface. The raft was loaded by 200 kN/m{2} to represent the load transferred from the structure. Barrier walls from different materials including aluminum, rubber, Thermoplastic polyurethane (TPU) and Expanded Polystyrene (EPS) were considered to mitigate the blast load effect on the pile foundation. Also, an open trench before the raft was considered and compared to the used wall barriers. It was observed that the open trench and a wall barrier from Expanded Polystyrene showed the best mitigation to the blast effect compared to the original case and other wall barriers from different materials. A parametric study was conducted to optimize the selected EPS wall barrier in terms of thickness and depth.

Недавние террористические нападения повысили важность изучения структурной реакции при взрывных нагрузках. Большая часть прошлых исследований была сосредоточена на характеристиках пролетного строения без учета поведения фундамента при взрывных нагрузках. В этом исследовании система свайного фундамента была проанализирована с использованием детального конечно-элементного анализа с использованием ABAQUS под взрывной нагрузкой для изучения эффективности различных методов смягчения последствий. Система фундамента включает в себя девять бетонных свай, заключенных в стальные трубы с наружным диаметром 0,6 м. Сваи имеют длину 20 м в слоях илистой глины и жесткой глины. Сваи соединены с помощью железобетонного плота размерами 10 м на 10 м и толщиной 1 м. Рассматриваемая взрывная нагрузка получена от поверхностного заряда взрывчатого вещества массой 457 кг в тротиловом эквиваленте на расстоянии противостояния 2,5 м от плота и на высоте 0,56 м над поверхностью земли. Плот был нагружен на 200 кН / м{2}, чтобы представлять собой нагрузку, передаваемую от конструкции. Для снижения влияния взрывной нагрузки на свайный фундамент были рассмотрены барьерные стены из различных материалов, включая алюминий, резину, термопластичный полиуретан (ТПУ) и пенополистирол (ЭПС). Также была рассмотрена открытая траншея перед плотом и проведено сравнение с используемыми стеновыми барьерами. Было отмечено, что открытая траншея и стеновой барьер из пенополистирола показали лучшее смягчение взрывного эффекта по сравнению с оригинальным корпусом и другими стеновыми барьерами из различных материалов. Было проведено параметрическое исследование для оптимизации выбранного барьера стенки ЭПС по толщине и глубине.

• Risk of surface blast load on pile foundations
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
  • 3. Results and Discussions
  • 4. Conclusions
  • 5. Acknowledgement

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 6 (90), 2019. — 1 файл (21,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-78.pdf>.