条形药包爆炸作用在土中显著影响范围的数值模拟

爆炸固结法是软土地基处理的新方法。为了分析爆炸作用在土中的变化规律,通过有限元方法对单孔条形药包在土中爆炸的数值模拟,在验证计算结果与实测数据的基础上,对地基中单孔条形药包在上覆压力和药量两组爆炸参数下进行模拟对比分析,以解决在不同上覆压力和药量条件下条形药包爆炸作用在土中的显著影响范围。针对条形药包土中爆炸问题,运用ALE算法解决了炸药网格的畸变问题。研究结果表明,上覆压力发挥作用的主要时间不是在爆炸瞬间,而是在爆炸以后的时间段,主要的贡献是对爆炸产生的孔隙水压的消散作用。而炸药的药量对于布置爆炸孔和竖向排水通道的间距影响具有较大影响。     

饱和钙质砂爆炸密实动力特性试验研究

开展饱和钙质砂爆炸密实动力特性试验研究,探索饱和钙质砂爆炸密实机制和密实效果,对钙质砂地层中进行的工程建设有重要的理论意义和工程实用价值。通过控制爆炸参数,测试不同参数作用时钙质砂爆炸前后声波特性和表面沉降规律,揭示饱和钙质砂爆炸密实动力特性。试验结果表明：钙质砂高孔隙比和颗粒破碎特性对爆炸密实效果有重要影响。爆炸密实作用后,在爆炸近区,钙质砂颗粒受到较强爆炸冲击作用,导致钙质砂颗粒破碎而形成破碎区和压缩区,压缩区随着时间的推移有松弛的趋势,钙质砂颗粒结构重新固结过程在爆炸后2 h内基本完成。     

复杂管网中瓦斯爆炸冲击波与火焰波传播实验研究

为了进一步探究瓦斯爆炸冲击波火焰波的传播特性,在自行设计并搭建的复杂管网中进行瓦斯爆炸实验.实验中利用高精度压力传感器和温度传感器收集压力变化和温度峰值数据;使用火焰传感器采集爆炸过程中出现的火焰波信号,根据理论公式计算得出火焰波传播速度;利用Origin软件对实验数据进行综合处理,研究复杂管网中瓦斯爆炸时的冲击波、火...     

饱和钙质砂爆炸响应动力特性试验研究

钙质砂是一种特殊的海洋沉积物,开展钙质砂在爆炸作用下动力响应特性研究具有重要的理论意义和工程实用价值。通过室内小型爆炸试验,研究饱和钙质砂在爆炸作用下土压力、孔隙水压力和质点振动加速度等参数的变化规律。结果表明：饱和钙质砂中爆炸应力波随距离增大而衰减,但随爆心距增大衰减速度呈减小趋势;随试样相对密度增大爆炸应力波的衰减速度趋缓;爆炸引起的超孔隙水压力在10～30 ms内到达峰值,在前3 min内快速消散,消散幅度达90％以上;双发雷管微差起爆相对于单发起爆,最大单段起爆药量相同,但微差起爆由于爆炸应力波的叠加,使得钙质砂动力响应加剧。与相同试验条件下石英砂爆炸响应对比表明,相同测点处钙质砂动力响应弱于石英砂,应力波在钙质砂中衰减速度远比石英砂快,说明饱和钙质砂对爆炸应力波有着极强的吸收和衰减作用;爆炸近区钙质砂颗粒大量破碎,形成爆炸破碎和压缩区,形成这几个区域所耗损的爆炸冲击能量大约占总能量的25％左右。     

变埋深条件下饱和土爆炸能量耦合系数的试验研究

通过在? 2.5 m×5 m模拟爆炸装置中进行了饱和土爆炸试验。利用自由场试验研究了饱和土在不同埋设深度条件下的爆炸问题,得到了相应的爆炸破坏效应的宏观特征和压力实测波形,并对测试结果进行了分析,得到了饱和土中爆炸波传播规律,并通过试验得到耦合系数的试验数据,绘制了耦合系数曲线。实验结果表明,对于封闭爆炸最小比例埋深为2.62 m/kg1/3,当比例埋深大于2.62 m/kg1/3时,峰值压力与动量受比例埋深的影响不大,此时爆炸能量基本被封闭在饱和土中。     

地幔内超高压矿物的爆炸

在西藏雅鲁藏布江缝合带的蛇绿岩的豆荚状铬铁矿中,首次发现硅酸盐包裹体具有爆炸结构。在矿石薄片中普遍见到这种高能硅酸盐包体的爆炸结构。在爆炸结构中,铬尖晶石被炸落成不规律的显微碎块,具有尖锐棱角,碎块大小不一,堆积在硅酸盐包体内。此外,许多张性显微裂隙围绕爆炸的硅酸盐包体呈蛛网状分布。推断爆炸前的原生矿物是含水的镁硅酸盐和镁铝硅酸盐矿物。当这种高能级的超高压含水矿物受地幔柱带动超过“水线”时发生爆炸和放水作用,同时产生地震。     

爆炸冲击波对地下巷道破坏效应分析

爆炸过程,特别是高能量爆炸中产生的强大冲击波在击碎地质介质的同时,也往往危及到爆炸源附近一定范围内地下工程的稳定与安全.某直墙拱形地下巷道(锚杆支护)在一次较大当量的爆炸事件中发生了大范围的坍塌,破坏总长度超过100m,巷道完全报废.本论文运用有限元数值方法,模拟和计算了爆炸冲击波动荷载最大超压作用瞬间,巷道围岩的失稳范围、区域,围岩应力分布状况及位移特征.计算结果表明,当爆炸动荷载很大时,地下工程采取锚杆支护的效果不明显.     

爆炸应力波作用下分支裂纹动态力学特性试验

应用爆炸加载的透射式动焦散线测试系统,分析了平板中预制贯通裂纹在爆炸应力波作用下端部衍生分支裂纹及爆炸主裂纹的扩展规律。预制贯通裂纹面在压缩应力波及反射拉伸波作用下表现出明显的张开和闭合交替变化,预制贯通裂纹减弱了爆炸主裂纹的动态扩展行为,爆炸主裂纹难以穿过预制贯通裂纹继续扩展。分支裂纹是爆炸应力波在预制贯通裂纹端部衍射效应形成应力集中而衍生、起裂、扩展,其开裂角与预制贯通裂纹、爆炸应力波入射角密切相关,分支裂纹尖端沿着最大能量释放率方向起裂,逐渐平行于最大主应力的方向稳定扩展,中后期扩展多表现为复合型断裂。爆炸分支裂纹的动态应力强度因子、扩展速度低于爆炸主裂纹,获得了分支裂纹起裂韧度为0.50～0.65 MN/m3/2、止裂韧度为0.25～0.35 MN/m3/2。     

爆炸波影响地下结构的数值模拟方法

采用动力有限元,利用特有的爆炸单元直接计算炸药在岩土介质中爆炸、爆炸波传播及遇到地下洞室对其产生影响的全过程,并针对某现场大型地下洞室抗爆试验,利用数值模拟,分析计算与现场爆炸、地质、洞室支护等条件相同情况下地下结构的动力响应,模拟计算结论与现场试验结果分布规律相同、数值接近,表明有限元法直接模拟爆炸对地下结构的影响具有一定的可靠性,为进一步研究地下结构在爆炸荷载下的动力响应及安全评价打下基础。     

裂隙,岩溶含水层疏排水钻孔的爆炸洗孔试验研究

在裂隙,岩溶裂隙含水层水文地质条件研究基础上,根据炸药在水中原理,介绍了控制炸药爆炸能量和孔内爆炸方法,达到对岩体的爆炸致裂以及对原储导水裂隙的冲刷作用,提高了地下工程中钻孔或水源井的疏排效率,同时又保护站孔孔壁不被破坏。     

混凝土含水裂隙中爆炸压力传播的模型试验研究

爆炸作用下含水裂隙中水压力的分布及传播特征对分析含水裂隙岩体初始裂纹扩展机制具有重要意义。通过含水裂隙的混凝土室内爆炸试验,测量了爆炸时含水裂隙中的水压力,分析了含水裂隙中水压力的荷载特性及传播特征,并研究了裂隙张开宽度及爆炸药量对水压力荷载的影响。试验研究结果表明：爆炸作用下含水裂隙中水压力时程分布呈多峰波动分布,水压力来源包括爆源通过水介质直接传递的荷载及通过混凝土间接传递的荷载,且在不同裂隙长度,荷载峰值主要来源不同;相同装药条件下,含水裂隙中水压力随距爆源距离增大而迅速衰减,裂隙中同一位置水压力大小与裂隙张开宽度呈负相关;混凝土室内爆炸试验含水裂隙中水击波所带能量频谱主要集中在7.8～62.5 kHz,是一种高频信号。随距爆源距离的增加,能量分布向低频集中;水击波频带能量分布特征受爆炸药量及裂隙张开宽度的影响。当量为4.5 g TNT（三硝基苯）乳化炸药装药相比 8.1 g TNT乳化炸药装药爆炸时水击波高频信息更丰富;相同爆炸药量时,随混凝土中含水裂隙张开宽度的增加,水击波频带能量分布峰值呈现向中间频带移动的趋势。     

炸药震源内触发爆炸讯号误差及其检查

一、爆炸讯号误差对地震勘探成果质量的影响在地震勘探中,爆炸讯号准确程度对地震勘探成果质量影响很大,特别是它的稳定程度。     

测量岩体应力波的压电应力计

本文介绍一种用于岩体爆炸测量的新型压电应力计--RS 型应力计.它利用压电晶体的压电效应直接测量应力。由于外壳采用爆炸现场测点处的岩芯材料制成,避开了应力测量中难以解决的匹配问题.实践表明:只要保证 RS 型应力计按规定工艺要求制作,并进行系统的标定和回填,对中硬和坚硬岩体中自由场和毛洞周边的爆炸应力测量是可行的。     

爆炸冲击动力学数值分析物质点法

<正>版次:第一版出版时间:2014-04开本:小16开页数:252出版单位:中国建筑工业出版社标准书号:978-7-112-16537-7内容简介:本书是一本论述无网格MPM法理论模型、数值计算方法、程序设计以及在爆炸冲击动力学领域中工程应用的专著。全书共分为七章,包括:绪论、MPM法基本理论、爆炸冲击动力学理论模型、MPM法在碰撞冲击问题中应用、MPM法在炸药爆轰问题中应用、MPM法在爆炸焊接问题中应用和爆炸冲击动力学MPM法软件设计,并在附录中提供了     

爆炸波在高饱和度饱和土中传播规律的研究

通过在? 2.5×5 m模拟爆炸装置中进行饱和土爆炸试验,得到了变埋深条件下饱和土中的压力实测波形,实测到了冲击波和弹性波,二者之间具有较明显的分界,爆炸近区和远区荷载形式具有较大的区别。通过综合分析给出了饱和土中波的传播规律,揭示饱和土中爆炸冲击波传播时出现流体动力区和冲击波形成等性质,建立了饱和土双线性递增硬化本构关系,确定了由冲击波向弹性波转换的分界压力。     

含预制裂纹的水泥砂浆试块在爆炸载荷作用下损伤特征的数值模拟

把能够体现岩体在冲击载荷作用下的响应特点及损伤演化的各向异性特征的损伤模型嵌入到有限元软件中，模拟了含有预制裂纹的水泥砂浆试块在爆炸载荷作用下的损伤特征。模拟结果表明，在爆炸近区产生一个损伤“重灾区”，并可根据模拟结果确定“重灾区”及爆炸损伤的范围，模拟结果与试验结果基本一致。模拟方法可以为岩土工程中经历过爆炸损伤岩体的稳定性研究提供理论依据。     

岩石爆破能量分析的数值方法

本文通过球形装药与岩石爆炸作用的力学分析,给出确定爆炸能量利用率的数值方法。通过算例,对于以破碎为主要目的的岩石工程爆破,爆炸能量利用率约为50%,爆炸作用初期的爆炸能量传递率约为40%。对于算例涉及到的炸药和岩石,两者的波阻抗越接近,爆炸能量利用率就越高。     

花岗岩中强爆炸形成的应力封闭壳及其与爆炸当量的关系

以应力封闭壳理论为基础,对花岗岩介质中地下强爆炸产生的应力封闭壳效应进行了数值模拟。以100 t TNT当量的强爆炸为例,模拟了爆后空腔的回弹和封闭壳的动态形成过程,给出了形成稳定封闭壳后的径向应力、环向应力和爆心距的关系。计算了不同爆炸当量形成的应力封闭壳尺寸及其形成时间与爆炸当量的关系。计算结果表明,当空腔膨胀到最大尺寸之后,空腔开始回弹,此时开始形成应力封闭壳;当空腔回弹结束即形成稳定的空腔尺寸时,稳定的应力封闭壳也在该时刻形成;爆炸当量越大,形成的应力封闭壳的范围越大,当爆炸当量低于10 t TNT时,不能形成应力封闭壳。     

条形药包爆炸时岩体中应力波参数的计算分析

水利、铁道、冶金等工业部门,在基坑开挖、隧道掘进,矿山开采等作业中通常用圆柱状条形药包.此外,某些工程如洞库爆炸也可看成条形药包.显然,这类药包在岩体中爆炸时,应力波的传播和动应力的分布均不同于球形药包的爆炸而具有自己的特点.这些特点直接影响爆破破岩机理和对地下工程施加动荷载的特征,以及对它的动态稳定性的评价.     

不耦合装药爆破对硬岩应力场影响的数值分析

爆破地震勘探石油是一种重要的方法,但爆破地震效应与爆破参数、地质条件等密切相关。采用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对柱状炸药与药孔壁之间为空气或其他介质以及空隙间距变化时碳酸盐岩岩石中爆炸应力波的传播规律和爆炸地震波能量的衰减特性进行了数值模拟研究,得到了不耦合装药爆炸时岩石应力、振动速度的衰减规律以及与不耦合系数、间隙介质的关系,分析了不耦合效应对爆炸地震波能量的影响。研究表明,不耦合或耦合不好时会使岩体中爆炸应力波的强度大大降低;耦合状态对岩体应力及速度的衰减系数和衰减指数影响较大;在空隙中注水或灌满泥浆会改善它们的耦合关系,增大下传的爆破能量。所得成果可为我国西南地区优选适合碳酸盐地层地震勘探的激发因素提供技术途径和方法。