防核武器防空地下室的相关概念与结构设计

王颖 钱琨

摘 要：人防工程建设考虑防御核武器有其必然性和必要性。防空地下室的结构设计因其所受核爆炸荷载的特殊性而与普通地下室设计有所不同。本文主要介绍了核爆炸过程中的空气冲击波、地面冲击波和土中压缩波的机理及其对结构的作用，以及防空地下室与普通地下室结构设计的主要区别。

关键词：防空地下室；冲击波；结构设计

1 核爆炸空气冲击波

核武器在大气中爆炸时，瞬间释放出巨大能量，行成高温高压的火球。火球剧烈膨胀，急剧加热和压缩邻近未扰动的空气，形成压缩空气层。它的前沿像一面高速向前的高压气体墙，墙面的超压值最高，靠里则逐渐降低。压缩空气层向未扰动的大气中运动，压缩区的范围不断扩大，当压缩区的前沿离开爆心一定距离后，由于在爆心处得不到进一步的能量补充，以及气体运动的惯性影响，在紧随压缩区之后就出现了压力低于正常大气压的空气稀疏区。緊密相连的压缩区和稀疏区脱离爆心向四周传播从而形成空气冲击波。压缩区的前沿与未扰动空气的分界面称为冲击波的波阵面。在波阵面上，气体的压力、密度、温度和空气分子的运动速度都突跃到最大值，这是冲击波的主要特点。波阵面以超声速向前推进，由于能量的空间扩散和消耗，随着离开爆心距离的加大，波阵面的超压将不断降低，同时压缩区和稀疏区的厚度也越来越大，最后转变为普通的气流。……