CN114547870B - 一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法 - Google Patents
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Abstract
发明提供一种基于物质点法的火灾‑爆炸下隧道损伤评估方法。该方法利用物质点法程序模拟隧道内部火灾后爆炸作用，采用折减混凝土衬砌结构的抗压强度和弹性模量的方式来考虑隧道内部火灾高温作用，再在其基础上建立物质点法程序，并引入HJC本构模型到物质点法源程序，模拟混凝土在火灾‑爆炸冲击作用下大变形以及动力响应，输出隧道结构在爆炸灾害后的结构损伤因子云图，绘制隧道结构在火灾‑爆炸下的损伤程度等级图，以此确定隧道结构在火灾‑爆炸下的损伤程度等级，为火灾‑爆炸连锁型灾害关键性指标的确定提供理论支持，为地下基础上设施连锁型灾害应急响应提供支撑。
Description
技术领域
本发明涉及地铁隧道结构损伤评估领域，特别涉及一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法。
背景技术
随着我国城市交通隧道的快速发展，大量隧道交通安全问题也随之而来。隧道具有空间形态较为封闭、车流量大等特点，一旦隧道内发生火灾灾害，火灾产生的大量热和烟气无法及时排散，隧道内部温度上升较快，蔓延速度快，往往产生爆炸灾害连续事故，造成隧道衬砌结构的二次损伤，最终导致严重的人员伤亡和巨大的经济损失。
然而，火灾后爆炸试验对场地要求高、危险系数大，试验成本高。同时，隧道衬砌结构火灾-爆炸的模拟试验研究还比较少。现有的以确定性分析理论为基础的计算方法已经不能满足火灾-爆炸研究的需求。
因此，提供一种采用数值模拟手段来确定火灾后爆炸作用下隧道结构损伤的方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，包括以下步骤：
1)确定隧道内部发生火灾时的火灾场景。其中，火灾场景包括火灾规模参数、热释放速率增长模式、火灾热释放速率、升温曲线、最高温度、火灾持续时间、衬砌厚度方向温度场分布规律以及横纵向断面温度场分布规律。
2)设置火源点位置。通过折减衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量，考虑隧道不同位置处混凝土在火灾高温作用下材料性能的劣化。
3)根据地铁隧道结构和地质条件，分区域建立地铁隧道模型。所述地铁隧道模型包括隧道主体结构模型以及周围岩土体的地质模型。将地铁隧道模型离散为Np个物质点，对每个物质点赋予相应的材料参数。采用均匀的结构网格覆盖整个计算域生成背景网格。
4)给地铁隧道模型的初始条件、边界条件和荷载条件，设定每步计算的时间步长。
5)按实际情况设置起爆点位置，并根据爆炸物类别和爆炸物体积计算炸药当量。
6)利用物质点法求解火灾-爆炸响应。
7)根据火灾-爆炸响应，绘制隧道结构的损伤因子云图。
8)根据结构损伤等级划分标准，绘制隧道结构损伤程度等级分区图，确定隧道火灾-爆炸作用下隧道不同位置处结构损伤程度等级。
进一步，衬砌厚度方向温度情况按式(1)计算。横纵截面温度场分布按式(2)计算。
式中，x为距离衬砌表面的距离。t为火灾持续燃烧时间。
式中，T为距离火源x′处的温度，℃。Tmax为火源处的温度，℃。T0为常温，20℃。x′为距离火源的距离，m。Ltot为温度降到常温时距离火源的距离，m。
进一步，根据地铁隧道不同位置处的受火温度，将隧道内火灾作用下对衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量进行折减来考虑隧道不同位置处混凝土高温作用下力学性能的劣化。抗压强度折减系数采用式(3)计算。弹性模量折减系数采用式(4)计算。
式中，fcu为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
式中，Ec为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
进一步，步骤6)中，单个时间步的火灾-爆炸响应计算流程为：将物质点信息和外力映射到背景网格节点。利用含接触算法的广义插值物质点法对模型进行显示积分求解。求解完成后将计算结果映射回物质点，在节点上采用插值算法，输出各空气物质点的超压值与波阵面分布，输出各混凝土物质点的应力值、位移值和塑性应变值，输出各岩土体物质点的应力值、位移值和塑性应变值，得到各计算结果的分布云图。判断是否已计算至终点时刻，若否则转入下一个时间步，若是则结束。
进一步，步骤6)中，地铁隧道结构部分采用HJC混凝土模型。混凝土结构内部钢筋采用杂交物质点法离散为杆单元。杆单元节点与混凝土物质点共同运动。杆单元节点的本构模型采用Johnson-Cook模型。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：
A.克服了传统有限元计算软件进行爆炸灾害模拟时因网格畸变而产生的数值困难问题，利用物质点法手段进行隧道爆炸灾害模拟，能够较好反映隧道结构在爆炸作用下的动力响应和损伤程度；
B.将突发性火灾对隧道衬砌混凝土的作用考虑为材料的劣化，根据不同火灾规模下得到隧道温度场分布，进一步得到不同温度下混凝土抗压强度和弹性模量的折减系数；
C.将混凝土HJC模型引入到物质点法程序，能够较好地模拟混凝土在爆炸作用下的冲击问题，再根据数值模拟计算结果得到隧道结构不同位置处的损伤因子；
D.根据隧道结构不同位置处的损伤程度等级，能够为地下基础设施防爆措施以及连锁型灾害下快速应急响应措施提供支撑。
附图说明
图1为方法流程图；
图2为实施例9中隧道横截面不同位置处温度场分布及折减系数图；
图3为实施例9中隧道纵截面不同位置处温度场分布及折减系数图；
图4为实施例9中某地铁隧道三维模型图；
图5为实施例9中隧道结构横截面损伤因子云图；
图6为实施例9中隧道结构纵截面损伤因子云图；
图7为实施例9中隧道结构底板损伤因子云图；
图8为实施例9中隧道结构横截面损伤程度等级图；
图9为实施例9中隧道结构纵截面损伤程度等级图；
图10为实施例9中隧道结构底板损伤程度等级图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
参见图1，本实施例公开一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，包括以下步骤：
1)确定隧道内部发生火灾时的火灾场景。其中，火灾场景包括火灾规模参数、热释放速率增长模式、火灾热释放速率、升温曲线、最高温度、火灾持续时间、衬砌厚度方向温度场分布规律以及横纵向断面温度场分布规律。
2)设置火源点位置。通过折减衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量，考虑隧道不同位置处混凝土在火灾高温作用下材料性能的劣化。
3)根据地铁隧道结构和地质条件，分区域建立地铁隧道模型。所述地铁隧道模型包括隧道主体结构模型以及周围岩土体的地质模型。将地铁隧道模型离散为Np个物质点，对每个物质点赋予相应的材料参数。采用均匀的结构网格覆盖整个计算域生成背景网格。
4)给地铁隧道模型的初始条件、边界条件和荷载条件，设定每步计算的时间步长。
5)按实际情况设置起爆点位置，并根据爆炸物类别和爆炸物体积计算炸药当量。
6)利用物质点法求解火灾-爆炸响应。
7)根据火灾-爆炸响应，绘制隧道结构的损伤因子云图。
8)根据结构损伤等级划分标准，绘制隧道结构损伤程度等级分区图，确定隧道火灾-爆炸作用下隧道不同位置处结构损伤程度等级。
本实施例建立了适用于地铁隧道结构爆炸事故危害性评估的方法，对专项应急预案的制定有着积极的推进作用，并对灾后抢修及后期恢复工作有着指导意义。能够确定隧道衬砌结构在火灾-爆炸作用下的损伤程度，明确了地铁隧道结构关键性指标及抗灾能力，为建立地铁隧道结构连锁型灾害快速应急协调机制、技术提供支撑。
实施例2：
本实施例主要步骤同实施例1，其中，衬砌厚度方向温度情况按式(1)计算。横纵截面温度场分布按式(2)计算。
式中，x为距离衬砌表面的距离。t为火灾持续燃烧时间。
式中，T为距离火源x′处的温度，℃。Tmax为火源处的温度，℃。T0为常温，20℃。x′为距离火源的距离，m。Ltot为温度降到常温时距离火源的距离，m。
实施例3：
本实施例主要步骤同实施例1，其中，根据地铁隧道不同位置处的受火温度，将隧道内火灾作用下对衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量进行折减来考虑隧道不同位置处混凝土高温作用下力学性能的劣化。抗压强度折减系数采用式(3)计算。弹性模量折减系数采用式(4)计算。
式中，fcu为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
式中，Ec为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
实施例4：
本实施例主要步骤同实施例1，其中，步骤6)中，单个时间步的火灾-爆炸响应计算流程为：将物质点信息和外力映射到背景网格节点。利用含接触算法的广义插值物质点法对模型进行显示积分求解。求解完成后将计算结果映射回物质点，在节点上采用插值算法，输出各空气物质点的超压值与波阵面分布，输出各混凝土物质点的应力值、位移值和塑性应变值，输出各岩土体物质点的应力值、位移值和塑性应变值，得到各计算结果的分布云图。判断是否已计算至终点时刻，若否则转入下一个时间步，若是则结束。
实施例5：
本实施例主要步骤同实施例1，其中，步骤6)中，地铁隧道结构部分采用HJC混凝土模型，HJC混凝土模型状态方程如式(5)-(7)所示；
弹性阶段：p＝Kelasticμ (5)
过渡阶段：
压实阶段：
式中，p为压力，Kelastic为弹性体积模量，μ为弹性体积应变，为塑性体积应变，F为压实系数，K1，K2，K3均为材料参数。本实施例中，K1取值为：85GPa，K2取值为：-171GPa，K3取值为：208GPa。
混凝土结构内部钢筋采用杂交物质点法离散为杆单元；杆单元节点与混凝土物质点共同运动；杆单元节点的本构模型采用Johnson-Cook模型；钢筋的材料模型如式(8)所示；
式中，σy为屈服应力，εp为等效塑性应变，是无量纲等效塑性应变率，A为参考应变率和参考温度下的初始屈服应力，B为材料应变硬化模量，n为硬化参数，C为材料应变率强化参数，m为材料的软化参数，T*是无量纲温度。
周围岩土体的本构模型如式(9)所示；
式中，f为屈服函数，I1为第一应力不变量，J2为第二偏应力不变量，α，k为正常数。本实施例中α取值为0.134，k为取值为11.11kPa。
炸药爆炸的状态方程如式(10)所示；
式中，p为爆轰产物的压力，E为爆轰产物的单位初始体积内能，V为爆轰产物的体积，A、B、R1、R2和ω为用户定义的材料参数。本实施例中，A取值为371.2GPa，B取值为3.23GPa，R1取值为4.15，R2取值为0.95，ω取值为0.30。
空气采用线性多项式状态方程如式(11)所示；
p＝c0+c1μ+c2μ2+c3μ3+(c4+c5μ+c6μ2)E (11)
式中，p为压力，c0～c6为自定义的材料常数，μ为空气体积应变，为当前密度与初始密度的比值，E为空气单位体积的内能。本实施例中，c0～c6为取值依次为：0,0,0,0,0.4,0.4,0。
实施例7：
本实施例主要步骤同实施例1，其中，利用广义插值物质点法对基础设施结构及周围岩土体的三维模型进行火灾-爆炸作用下的显式动力求解。
广义插值物质点法的形函数如式(12)所示；
广义插值物质点法形函数的导数如式(13)所示；
式中，L为网格的长度，2lp为质点的长度，xp为质点坐标，xI为节点坐标。
实施例8：
本实施例公开一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，包括以下步骤：
1)确定隧道内部发生火灾时的火灾场景。其中，火灾场景包括火灾规模参数、热释放速率增长模式、火灾热释放速率、升温曲线、最高温度、火灾持续时间、衬砌厚度方向温度场分布规律以及横纵向断面温度场分布规律。在实际生产中，常规隧道火灾场景如表1所示。
表1
衬砌厚度方向温度情况按式(1)计算。横纵截面温度场分布按式(2)计算。
式中，x为距离衬砌表面的距离。t为火灾持续燃烧时间。
式中，T为距离火源x′处的温度，℃。Tmax为火源处的温度，℃。T0为常温，20℃。x′为距离火源的距离，m。Ltot为温度降到常温时距离火源的距离，m。
2)设置火源点位置。通过折减衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量，考虑隧道不同位置处混凝土在火灾高温作用下材料性能的劣化。
根据地铁隧道不同位置处的受火温度，将隧道内火灾作用下对衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量进行折减来考虑隧道不同位置处混凝土高温作用下力学性能的劣化。抗压强度折减系数采用式(3)计算。弹性模量折减系数采用式(4)计算。
式中，fcu为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
式中，Ec为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
3)根据地铁隧道结构和地质条件，分区域建立地铁隧道模型。所述地铁隧道模型包括隧道主体结构模型以及周围岩土体的地质模型。将地铁隧道模型离散为Np个物质点，对每个物质点赋予相应的材料参数。采用均匀的结构网格覆盖整个计算域生成背景网格。
4)给地铁隧道模型的初始条件、边界条件和荷载条件，设定每步计算的时间步长。
5)按实际情况设置起爆点位置，并根据爆炸物类别和爆炸物体积计算炸药当量。
6)利用物质点法求解火灾-爆炸响应。利用广义插值物质点法对基础设施结构及周围岩土体的三维模型进行火灾-爆炸作用下的显式动力求解。
7)根据火灾-爆炸响应，绘制隧道结构的损伤因子云图。确定隧道火灾后爆炸作用下结构损伤程度，损伤因子D采用下式计算：
式中，Δεp和Δμp分别为当前时间步的等效塑性应变增量和塑性体积应变增量；和/>分别为总等效塑性应变和总塑性体积应变。
8)根据表1的结构损伤等级划分标准，绘制隧道结构损伤程度等级分区图，确定隧道火灾-爆炸作用下隧道不同位置处结构损伤程度等级。
表2
| 损伤因子 | 0-0.2 | 0.2-0.5 | 0.5-0.8 | 0.8-1.0 |
| 损伤程度 | 轻度损伤 | 中度损伤 | 严重损伤 | 完全破坏 |
本实施例利用物质点法程序模拟隧道内部火灾后爆炸作用，采用折减混凝土衬砌结构的抗压强度和弹性模量的方式来考虑隧道内部火灾高温作用，再在其基础上建立物质点法程序，并引入HJC本构模型到物质点法源程序，模拟混凝土在火灾-爆炸冲击作用下大变形以及动力响应，输出隧道结构在爆炸灾害后的结构损伤因子云图，绘制隧道结构在火灾-爆炸下的损伤程度等级图，以此确定隧道结构在火灾-爆炸下的损伤程度等级，为火灾-爆炸连锁型灾害关键性指标的确定提供理论支持，为地下基础上设施连锁型灾害应急响应提供支撑。
实施例9：
本实施例主要步骤同实施例1，其中，本实施例选取某地铁隧道，整个模型尺寸为60m×60m×40m。地铁隧道上覆岩土体5m，底部围岩厚度29m，地铁隧道净空在纵向方向60m，横向方向上15m，高度为6m，内部充满空气。建立如图4所示的物质点法模型。根据火灾场景得到某地铁隧道在火灾作用下隧道横截面不同位置处温度场分布及折减系数图如图2所示，火灾作用下隧道纵截面不同位置处温度场分布及折减系数图如图3所示。以最不利情况考虑，火灾火源点设置在地铁隧道居中位置，同样地，爆炸物起爆点也在隧道地铁居中位置，炸药当量设置为50kg。设置好混凝土、空气、岩土体、爆炸物等材料参数及状态方程参数，形成计算文件采用物质点法程序进行计算，得到物理时间为0.1s的计算结果文件，导入后处理软件进行插值，绘制云图得到结构横截面、纵截面、底板损伤因子云图如图5、图6、图7所示，并根据结构损伤程度分级标准，绘制隧道结构横截面、纵截面、底板损伤等级图如图8、图9、图10所示，确定在火灾-爆炸作用下隧道不同位置处的损伤程度等级。
实施例10：
本实施例公开一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，包括以下步骤：
1)确定隧道内部发生火灾时的火灾场景。其中，火灾场景包括火灾规模参数、热释放速率增长模式、火灾热释放速率、升温曲线、最高温度、火灾持续时间、衬砌厚度方向温度场分布规律以及横纵向断面温度场分布规律。
衬砌厚度方向温度情况按式(1)计算。横纵截面温度场分布按式(2)计算。
式中，x为距离衬砌表面的距离。t为火灾持续燃烧时间。
式中，T为距离火源x′处的温度，℃。Tmax为火源处的温度，℃。T0为常温，20℃。x′为距离火源的距离，m。Ltot为温度降到常温时距离火源的距离，m。
根据地铁隧道不同位置处的受火温度，将隧道内火灾作用下对衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量进行折减来考虑隧道不同位置处混凝土高温作用下力学性能的劣化。抗压强度折减系数采用式(3)计算。弹性模量折减系数采用式(4)计算。
式中，fcu为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
式中，Ec为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
2)设置火源点位置。通过折减衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量，考虑隧道不同位置处混凝土在火灾高温作用下材料性能的劣化。
3)根据地铁隧道结构和地质条件，分区域建立地铁隧道模型。所述地铁隧道模型包括隧道主体结构模型以及周围岩土体的地质模型。将地铁隧道模型离散为Np个物质点，对每个物质点赋予相应的材料参数。采用均匀的结构网格覆盖整个计算域生成背景网格。
4)给地铁隧道模型的初始条件、边界条件和荷载条件，设定每步计算的时间步长。
5)按实际情况设置起爆点位置，并根据爆炸物类别和爆炸物体积计算炸药当量。
6)利用物质点法求解火灾-爆炸响应。单个时间步的火灾-爆炸响应计算流程为：将物质点信息和外力映射到背景网格节点。利用含接触算法的广义插值物质点法对模型进行显示积分求解。求解完成后将计算结果映射回物质点，在节点上采用插值算法，输出各空气物质点的超压值与波阵面分布，输出各混凝土物质点的应力值、位移值和塑性应变值，输出各岩土体物质点的应力值、位移值和塑性应变值，得到各计算结果的分布云图。判断是否已计算至终点时刻，若否则转入下一个时间步，若是则结束。
地铁隧道结构部分采用HJC混凝土模型，HJC混凝土模型状态方程如式(5)-(7)所示；
弹性阶段：p＝Kelasticμ (5)
过渡阶段：
压实阶段：
式中，p为压力，Kelastic为弹性体积模量，μ为弹性体积应变，为塑性体积应变，F为压实系数，K1，K2，K3均为材料参数。本实施例中，K1取值为：85GPa，K2取值为：-171GPa，K3取值为：208GPa。
混凝土结构内部钢筋采用杂交物质点法离散为杆单元；杆单元节点与混凝土物质点共同运动；杆单元节点的本构模型采用Johnson-Cook模型；钢筋的材料模型如式(8)所示；
式中，σy为屈服应力，εp为等效塑性应变，是无量纲等效塑性应变率，A为参考应变率和参考温度下的初始屈服应力，B为材料应变硬化模量，n为硬化参数，C为材料应变率强化参数，m为材料的软化参数，T*是无量纲温度。
周围岩土体的本构模型如式(9)所示；
式中，f为屈服函数，I1为第一应力不变量，J2为第二偏应力不变量，α，k为正常数。本实施例中α取值为0.134，k为取值为11.11kPa。
炸药爆炸的状态方程如式(10)所示；
式中，p为爆轰产物的压力，E为爆轰产物的单位初始体积内能，V为爆轰产物的体积，A、B、R1、R2和ω为用户定义的材料参数。本实施例中，A取值为371.2GPa，B取值为3.23GPa，R1取值为4.15，R2取值为0.95，ω取值为0.30。
空气采用线性多项式状态方程如式(11)所示；
p＝c0+c1μ+c2μ2+c3μ3+(c4+c5μ+c6μ2)E (11)
式中，p为压力，c0～c6为自定义的材料常数，μ为空气体积应变，为当前密度与初始密度的比值，E为空气单位体积的内能。本实施例中，c0～c6为取值依次为：0,0,0,0,0.4,0.4,0。
在本实施例中，利用广义插值物质点法对基础设施结构及周围岩土体的三维模型进行火灾-爆炸作用下的显式动力求解。
广义插值物质点法的形函数如式(12)所示；
广义插值物质点法形函数的导数如式(13)所示；
式中，L为网格的长度，2lp为质点的长度，xp为质点坐标，xI为节点坐标。
7)根据火灾-爆炸响应，绘制隧道结构的损伤因子云图。
8)根据结构损伤等级划分标准，绘制隧道结构损伤程度等级分区图，确定隧道火灾-爆炸作用下隧道不同位置处结构损伤程度等级。
本实施例建立了适用于地铁隧道结构爆炸事故危害性评估的方法，对专项应急预案的制定有着积极的推进作用，并对灾后抢修及后期恢复工作有着指导意义。能够确定隧道衬砌结构在火灾-爆炸作用下的损伤程度，明确了地铁隧道结构关键性指标及抗灾能力，为建立地铁隧道结构连锁型灾害快速应急协调机制、技术提供支撑。
Claims (5)
1.一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定隧道内部发生火灾时的火灾场景；其中，火灾场景包括火灾规模参数、热释放速率增长模式、火灾热释放速率、升温曲线、最高温度、火灾持续时间、衬砌厚度方向温度场分布规律以及横纵向断面温度场分布规律；
2)设置火源点位置；通过折减衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量，考虑隧道不同位置处混凝土在火灾高温作用下材料性能的劣化；
3)根据地铁隧道结构和地质条件，分区域建立地铁隧道模型；所述地铁隧道模型包括隧道主体结构模型以及周围岩土体的地质模型；将地铁隧道模型离散为Np个物质点，对每个物质点赋予相应的材料参数；采用均匀的结构网格覆盖整个计算域生成背景网格；
4)给地铁隧道模型的初始条件、边界条件和荷载条件，设定每步计算的时间步长；
5)按实际情况设置起爆点位置，并根据爆炸物类别和爆炸物体积计算炸药当量；
6)利用物质点法求解火灾-爆炸响应；
7)根据火灾-爆炸响应，绘制隧道结构的损伤因子云图；
8)根据结构损伤等级划分标准，绘制隧道结构损伤程度等级分区图，确定隧道火灾-爆炸作用下隧道不同位置处结构损伤程度等级。
2.根据权利要求1所述的一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，其特征在于：衬砌厚度方向温度情况按式(1)计算；横纵截面温度场分布按式(2)计算；
式中，x为距离衬砌表面的距离；t为火灾持续燃烧时间；
式中，T为距离火源x′处的温度，℃；Tmax为火源处的温度，℃；T0为常温，20℃；x′为距离火源的距离，m；Ltot为温度降到常温时距离火源的距离，m。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，其特征在于：根据地铁隧道不同位置处的受火温度，将隧道内火灾作用下对衬砌混凝土的抗压强度和弹性模量进行折减来考虑隧道不同位置处混凝土高温作用下力学性能的劣化；抗压强度折减系数采用式(3)计算；弹性模量折减系数采用式(4)计算；
式中，fcu为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度；
式中，Ec为常温下混凝土的抗压强度，为温度T时的混凝土抗压强度。
4.根据权利要求1所述的一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，其特征在于：步骤6)中，单个时间步的火灾-爆炸响应计算流程为：将物质点信息和外力映射到背景网格节点；利用含接触算法的广义插值物质点法对模型进行显示积分求解；求解完成后将计算结果映射回物质点，在节点上采用插值算法，输出各空气物质点的超压值与波阵面分布，输出各混凝土物质点的应力值、位移值和塑性应变值，输出各岩土体物质点的应力值、位移值和塑性应变值，得到各计算结果的分布云图；判断是否已计算至终点时刻，若否则转入下一个时间步，若是则结束。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于物质点法的火灾-爆炸下隧道损伤评估方法，其特征在于：步骤6)中，地铁隧道结构部分采用HJC混凝土模型；混凝土结构内部钢筋采用杂交物质点法离散为杆单元；杆单元节点与混凝土物质点共同运动；杆单元节点的本构模型采用Johnson-Cook模型。
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