时间步长对爆破模拟结果的影响研究

为提高LS-DYNA软件模拟工程爆破时的精度,从理论上改进了确定极限时间步长Δte的方法,结合已有的数据对本方法的合理性进行了验证,并通过实例探讨了时间步长Δt对爆破模拟结果的影响。研究表明:Δte仅与炸药的爆速、炸药最小单元的最小边长以及计算时间步长比例因子有关,在网格划分时,炸药单元不能取过小或过于狭长;Δt对土体中爆炸空腔半径形成的影响不大,而对压力峰值的影响显著,且具有一定的规律性;随着比例距离Z的增加,压力峰值误差呈现由小到大,再由大到小的趋势。当计算区域范围在Z0.5m·kg~(-1/3)时,Δt可取为1~3倍Δte;当Z≥0.5m·kg~(-1/3)时,时间步长Δt可适当放宽,取为3~5倍Δte。对于一般的爆破模拟,考虑到经济性,Δt取为1~3倍Δte即可满足大多数工程计算精度的要求。     

LS-DYNA模拟爆破中时间步长对计算结果影响探讨

为减小LS-DYNA软件模拟工程爆破时产生的误差,探讨了不同输出时间步长Δt对计算结果的影响。通过三个经典算例,数值比较不同时间步长Δt下相应的单元压力、质点速度与加速度的时程曲线的形状与峰值变化规律,并结合实例进行验证。结果表明:Δt值设置越小,绘制出的曲线越平滑,Δt值取1、2或3时的曲线几乎重合;Δt值不为1时,输出的坐标点都包含在Δt值为1的坐标点内;随Δt值增大,结果误差有增大的趋势,但并非严格递增;Δt值等于1时模拟的精确度较高,但求解时间长,且输出数据存储空间大。采用LS-DYNA模拟工程爆破中,Δt值取3~5是比较合理的。     

刚性地面对爆炸冲击波传播规律的影响

为研究刚性地面对爆炸冲击波传播特性的影响,采用ANSYS/LS-DYNA对TNT炸药在刚性地面工况下起爆后的整个过程进行了数值分析,得到了刚性地面工况下爆炸冲击波的传播规律以及特征参数,并将其与自由空气工况下爆炸冲击波的传播规律以及特征参数进行了对比分析。建立了TNT炸药在刚性地面工况下起爆后,比例距离在0.5 m/kg^(1/3)≤Z≤3 m/kg(1/3)≤Z≤3 m/kg^(1/3)之间时的冲击波超压峰值简便计算公式,分析了起爆高度对刚性地面附近冲击波的影响规律,并得到了刚性地面反射增强效应作用范围的判别公式。数值分析所得结果可为结构或构件在刚性地面上发生爆炸时荷载的初步确定提供一定的参考。     

义海木里露天煤矿冻土爆破实验研究

为确定适用于义海木里露天煤矿地区的冻土爆破参数,采用现场实验的方法,研究了钻孔设备的选择、炮孔防护方法、起爆器材和炸药的爆炸性能以及爆破参数之间的关系等。结果表明:钻孔设备宜选用阿特拉斯D9钻机或更先进的钻机;利用PVC管做防护器材,炮孔利用率提高20%以上;导爆管应提前泄压才能在高原环境下使用;采用药壶爆破实验评估炸药爆炸性能,结果显示乳化炸药的作功能力强于铵油炸药。得出适用于义海木里煤矿地区的冻土爆破参数:孔径为80¹20mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取(4120mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取(4⁵)m×(2.55)m×(2.5³.5)m,炸药单耗为0.283.5)m,炸药单耗为0.28⁰.3kg/m0.3kg/m³,底盘抵抗线不宜超过2.8m,采用斜线起爆网路。     

黄衢高速公路节理发育边坡控制爆破试验

以浙江黄衢高速公路节理发育边坡为工程背景进行了现场试验,对比了不同爆破参数对节理发育边坡爆破效果的影响,分析了爆破实施的关键因素,并提出了节理发育泥岩边坡控制爆破的安全临界振动速度。试验结果表明,对于节理发育且风化严重的泥岩进行光面爆破,选取合理的炸药单耗很重要,同时要把握边坡的地质情况,特别需要注意较大倾斜角度节理的存在。黄衢高速公路节理发育泥岩边坡光面爆破合理的炸药单耗应选取0.3kg/m3,质点振动速度安全限值可取为10¹5cm/s。     

承载立柱爆破破坏特征及应变演化规律研究

为分析不同单位面积炸药量及不同截面应力下的钢筋混凝土立柱爆破后破坏特征及应变演化规律，以弹性力学理论为基础，利用自主研制的单轴惯性动载力学模型试验系统对12个钢筋混凝土立柱进行爆破试验。当钢筋混凝土立柱上部截面应力为0 MPa时对应单位面积炸药量为0.11 kg/m²、0.23 kg/m²、0.27 kg/m²;上部截面应力为2 MPa时对应单位面积炸药量为0.13 kg/m²、0.18 kg/m²、0.23 kg/m²;上部截面应力为3 MPa时对应单位面积炸药量为0.18 kg/m²、0.23 kg/m²、0.32 kg/m²;上部截面应力为4 MPa时对应单位面积炸药量为0.13 kg/m²、0.18 kg/m²、0.23 kg/m²,并且运用数值仿真模拟软件对不同截面应力影响爆破效果进行模拟分析。定义纵向中轴线破碎距离...     

累积损伤对B炸药冲击起爆影响的仿真研究

采用LS-DYNA软件进行数值仿真,通过改变炸药撞击速度以改变损伤程度,探究损伤和垫层材料对B炸药起爆行为的影响。计算结果表明,当第2次撞击速度一定时,起爆时间t与第1次撞击速度v₁的关系为：t=-0.02v₁+C₁,冲击起爆的距离也随之减小。主要因为第1次撞击速度增大,导致B炸药发生轻微变形,内部的损伤程度随之增大,第2次撞击时更容易被起爆。3种不同垫层中,波阻抗较大的材料抗撞击能力强,B炸药内部不易产生损伤,冲击起爆的时间和距离较长;而B炸药的临界起爆压力差别不大,临界起爆压力的范围在31.48³2.98 GPa之间。表明不同垫层材料会影响损伤后B炸药冲击起爆的时间和距离,而不会影响临界起爆压力。     

工业炸药现场混装技术应用与发展工程前沿技术研究论坛在沈阳召开

<正>2015年9月11¹3日,工业炸药现场混装技术应用与发展工程前沿技术研究论坛在沈阳召开。论坛由中国工程院化工、冶金与材料工程学部主办,中国工程爆破协会承办,辽宁省工程爆破协会和辽宁成远爆破工程有限公司协办。中国工程爆破协会理事长汪旭光院士主持了论坛开幕式。     

现场混装乳化炸药在地下铁矿的爆破漏斗试验及应用

针对杏山铁矿在掘进作业中“自动化减人、机械化代人”的技术需求，研制了乳化炸药现场混装设备用于掘进爆破。由于混装炸药与传统卷药在装药结构与敏化方式上的显著区别，为获取有效的爆破参数，根据利文斯顿爆破漏斗理论，制作混装炸药药包，对爆后形成的爆破漏斗半径进行测量并利用3D建模获得漏斗体积。通过爆破漏斗试验，得到了该类炸药在杏山铁矿矿岩区的爆破漏斗最佳埋深比为0.584,应变能系数为1.20 m/kg^1/3,当孔内装药量为4 kg时，炮孔间距不宜超过1.13 m等技术参数，并应用于指导掘进爆破作业的参数设计。研究表明，爆破漏斗试验为杏山铁矿的掘进作业提供了有效的技术支撑。     

复杂环境下加固型抗震大楼爆破拆除及数值模拟预测

为了在复杂环境中确保拆除爆破的安全实施,丽江市古城区加固型抗震大楼采用三切口定向折叠倾倒的爆破方案,即在大楼的1³层、73层、7⁹层、129层、12¹3层分别形成切口,通过半秒延时起爆,三个切口相继闭合,大楼折叠倾倒在空地上。在爆破拆除前利用有限元软件模拟了建筑物倒塌过程,通过数值计算对建筑物的倒塌范围进行了预测,并对倒塌过程中的前冲、后坐、底部膨胀等关键性数据给出了定量分析,结果表明预测数值与真实数据接近,工程及其数值模拟情况可为类似工程提供参考。     

深厚淤泥条件下爆破挤淤技术应用

针对复杂环境下淤泥质软土层厚度较大、软土层中含有砂层的问题,以浙江省舟山市岱山县大小鱼山促淤围涂工程南堤段为研究背景,设计了炸药单耗为0.10⁰.15kg/m3、药包埋深为淤泥厚度的(0.20.15kg/m3、药包埋深为淤泥厚度的(0.2⁰.45)倍、药包间距为4m的爆破参数,采用深厚淤泥条件下的施工工艺和利用金属探杆检测施工后沉降的质量检测方法,并分别在南堤桩号SK0+2500.45)倍、药包间距为4m的爆破参数,采用深厚淤泥条件下的施工工艺和利用金属探杆检测施工后沉降的质量检测方法,并分别在南堤桩号SK0+250^SK0+350的无夹砂层段和SK0+650SK0+350的无夹砂层段和SK0+650^SK0+750的夹砂层段进行了现场爆破实验,监测结果表明,采用该方法爆破后堤身结构稳定,施工后日沉降量小于10mm,在深厚淤泥条件下修筑防波堤时采用爆破挤淤定向滑移法是成功的,并且在炸药单耗上也较为经济,为类似工程提供了参考。     

高威力三级煤矿许用水胶炸药巷道掘进爆破

针对原有三级煤矿许用水胶炸药在巷道掘进中炮孔利用率低,循环进尺少,爆破效率低的问题,采用了研制成功的的高威力三级煤矿许用水胶炸药进行掘进爆破。同时,对煤矿许用水胶炸药的爆炸性能进行了对比和分析,对高威力三级煤矿许用水胶炸药的巷道掘进爆破技术经济进行了统计分析。结果表明,高威力三级煤矿许用水胶炸药的爆炸性能接近二级煤矿炸药水平,其可燃气安全度仍然高于二级煤矿炸药,达到三级煤矿炸药水平;高威力三级煤矿许用水胶炸药巷道掘进爆破炮孔利用率提高了12%¹5%,月平均进尺增加1415%,月平均进尺增加14¹8m,掘进循环次数减少,节约了大量掘进爆破直接费用,同时可缩短巷道开拓工期,提高煤炭开采效率和间接经济效益。     

不同因素影响下混凝土立柱爆破效果的模型试验研究

钢筋混凝土建（构）筑物爆破拆除过程中,混凝土立柱最终的破碎效果不仅与炸药单耗、孔网参数等有关,还与立柱的受力状态有关。为研究截面应力和单位面积炸药量对不同强度混凝土立柱破碎效果的影响,利用自主研制的力学试验系统进行了15组爆破试验,从碎块筛分和分形维数两方面分析爆破效果。结果表明:对于相同强度的试件,截面应力一定时,随着单位面积炸药量的增加,分形维数整体上不断递增;但单位面积炸药量超过0.18 kg/m²后,增势有所放缓,截面应力为2 MPa和4 MPa的立柱趋势变化最为明显。单位面积炸药量一定时,随着截面应力的增加,碎块分形维数不断增大,当单位面积炸药量小于0.15 kg/m²时,0~2 MPa之间的截面应力增加会对分形维数有一定的抑制作用;当单位面积炸药量大于0.15 kg/m²时,截面应力的增加对分形维数起到促进作用。可为拆除爆破中的参数设计及优化提供理论依据,达到了控制爆破危害、改善爆破效果的目的。     

深部开采单孔爆破漏斗实验

针对会泽铅锌矿因浅部资源日益枯竭,逐步向深部开采需要获得准确爆破参数的情况,根据利文斯顿爆破漏斗理论,在会泽铅锌矿深部巷道进行了一系列单孔爆破漏斗实验,得到了爆破漏斗临界埋深为1.21m,最佳埋深为0.6m,最佳爆破漏斗体积为0.153m³,最佳埋深比为0.495 9,应变能系数为1.807 5m/kg3,最佳埋深比为0.495 9,应变能系数为1.807 5m/kg^(1/3)等技术参数。爆破漏斗实验是爆破设计和施工的重要技术手段,是获取岩体爆破准确参数的有效途径,其实验结果为会泽铅锌矿深部开采提供了有效的技术支撑。     

Fabrication and characterisation of p-type GaN metal-semiconductor-metal ultraviolet photoconductors grown by MBE

We have fabricated interdigital metal-semiconductor-metal ultraviolet photoconductors using p-type GaN grown by MBE. The material had a hole concentration of 10¹⁸ cm⁻³ and a mobility of 5 cm² V⁻¹ s⁻¹. The spectral response of the detectors has been measured and it shows a peak at 364.2 nm (3.402 eV) possibly caused by excitonic effects. The transient response of the photodetector cannot be described by a single time constant. The rise and fall times of the photoresponse are different indicating that the theory usually applied to GaN photoconductors is not valid.