Abstract Most of the injuries resulting from an explosion are not caused by the shock waves, but rather by the high-speed flying sharp fragments due to concrete spalling and crushing. The commonly used reinforced concrete (RC) components in building and infrastructure construction suffer this typical damage when subjected to close-in blast loads. The numerous ejecting concrete fragments generated from the crushing and spalling damage would threaten the occupants and equipment inside the building structures. Therefore, it is of great significance to study the local damage and fragments of RC members under close-in explosions. In this paper, five RC slabs in size of 1 × 2 × 0.12 m were tested under blast loads generated by 2kg, 4kg and 6kg TNT charges detonated with 0.4 m standoff distance. Significant local damage such as spalling and crushing of the RC slabs were observed, and a lot of ejecting fragments with different sizes and splattering distances were collected. The fragment mass, fragment size and splash distributions were analyzed in detail with respect to the mass of the TNT charge. It is found that higher charge weight will lead to more fragments and also propel them to a farther distance. The proportion of small fragments increases as the charge weight increases. High-speed camera was used to monitor the projection of fragments and found that the maximum ejecting velocity of fragments from RC slab under close-in blast loads is up to 100 m/s when the mass of TNT charge is 6 kg. The concrete fragment with such high ejecting velocity could be very dangerous to the occupants and equipment.

中文翻译：

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近距离爆炸下钢筋混凝土板碎片的试验研究

摘要 爆炸造成的伤害大部分不是由冲击波造成的，而是由混凝土剥落和破碎造成的高速飞溅的尖锐碎片造成的。建筑和基础设施建设中常用的钢筋混凝土 (RC) 组件在受到近距离爆炸载荷时会遭受这种典型的损坏。破碎和剥落损坏产生的大量喷射混凝土碎片会威胁到建筑结构内的居住者和设备。因此，研究近距爆炸下钢筋混凝土构件的局部损伤和破片具有重要意义。在本文中，5 块尺寸为 1 × 2 × 0.12 m 的钢筋混凝土板在 2kg、4kg 和 6kg TNT 装药产生的爆炸载荷下进行了测试，爆炸载荷由 0.4 m 的间隔距离引爆。观察到 RC 板的剥落和压碎等显着局部损伤，并收集到大量不同大小和飞溅距离的喷射碎片。根据 TNT 装药的质量详细分析了碎片质量、碎片大小和飞溅分布。发现更高的装药重量会导致更多的碎片并将它们推向更远的距离。小碎片的比例随着装料重量的增加而增加。使用高速摄像机监测破片的投射情况，发现当TNT装药质量为6 kg时，RC板在近距离爆炸载荷下破片的最大弹射速度可达100 m/s。具有如此高喷射速度的混凝土碎片可能对居住者和设备非常危险。并收集了大量不同大小和飞溅距离的喷射碎片。根据 TNT 装药的质量详细分析了碎片质量、碎片大小和飞溅分布。发现更高的装药重量会导致更多的碎片并将它们推向更远的距离。小碎片的比例随着装料重量的增加而增加。使用高速摄像机监测破片的投射情况，发现当TNT装药质量为6 kg时，RC板在近距离爆炸载荷下破片的最大弹射速度可达100 m/s。具有如此高喷射速度的混凝土碎片可能对居住者和设备非常危险。并收集了大量不同大小和飞溅距离的喷射碎片。根据 TNT 装药的质量详细分析了碎片质量、碎片大小和飞溅分布。发现更高的装药重量会导致更多的碎片并将它们推向更远的距离。小碎片的比例随着装料重量的增加而增加。使用高速摄像机监测破片的投射情况，发现当TNT装药质量为6 kg时，RC板在近距离爆炸载荷下破片的最大弹射速度可达100 m/s。具有如此高喷射速度的混凝土碎片可能对居住者和设备非常危险。根据 TNT 装药的质量详细分析了碎片大小和飞溅分布。发现更高的装药重量会导致更多的碎片并将它们推向更远的距离。小碎片的比例随着装料重量的增加而增加。使用高速摄像机监测破片的投射情况，发现当TNT装药质量为6 kg时，RC板在近距离爆炸载荷下破片的最大弹射速度可达100 m/s。具有如此高喷射速度的混凝土碎片可能对居住者和设备非常危险。根据 TNT 装药的质量详细分析了碎片大小和飞溅分布。发现更高的装药重量会导致更多的碎片并将它们推向更远的距离。小碎片的比例随着装料重量的增加而增加。使用高速摄像机监测破片的投射情况，发现当TNT装药质量为6 kg时，RC板在近距离爆炸载荷下破片的最大弹射速度可达100 m/s。具有如此高喷射速度的混凝土碎片可能对居住者和设备非常危险。小碎片的比例随着装料重量的增加而增加。使用高速摄像机监测破片的投射情况，发现当TNT装药质量为6 kg时，RC板在近距离爆炸载荷下破片的最大弹射速度可达100 m/s。具有如此高喷射速度的混凝土碎片可能对居住者和设备非常危险。小碎片的比例随着装料重量的增加而增加。使用高速摄像机监测破片的投射情况，发现当TNT装药质量为6 kg时，RC板在近距离爆炸载荷下破片的最大弹射速度可达100 m/s。具有如此高喷射速度的混凝土碎片可能对居住者和设备非常危险。