粘弹性岩体中的爆炸应力波

本文从理论上研究了粘弹性岩体中爆炸应力波的传播规律,建立了粘弹性应力波传播的数值计算方法.研究表明,由于粘滞数应,应力波波阵面的不连续性已不复存在,低应力的传播速度高于高应力的传播速度,应力波的上升时间越来越大,且应力波的衰减指数与装药直径有关.     

集中装药在多相介质中爆破效应的分析及应用

利用爆炸应力波在介质中传播的衰减规律和在界面处的反、透射规律,建立起了集中装药在多相介质中爆炸的力学模型;并运用工程实例来说明这种力学模型的应用。     

炸药在土壤内部爆炸作用的数值分析

采用ANSYS／LS-DYNA软件对炸药在土壤内部的爆炸过程进行了显示动力分析。通过数值计算,模拟了土壤中装药爆炸形成鼓包运动过程,研究了土壤中炸药近区压力分布、应力波的形成及影响、质点运动及混凝土板中应力—应变分布规律。     

炮孔复合装药结构对混凝土作用的数值模拟

利用LS DYNA60 0应用软件 ,对炮孔复合装药爆炸后在混凝土中形成的应力波进行了计算。结果表明 ,位于该装药爆轰波传播主方向上混凝土中的应力波明显大于其反方向上的应力波 ,由此验证了该装药结构的性能。利用这种装药结构 ,能够达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等目的。     

炮孔复合装药结构对混凝土作用的数值模拟

利用LS DYNA60 0应用软件 ,对炮孔复合装药爆炸后在混凝土中形成的应力波进行了计算。结果表明 ,位于该装药爆轰波传播主方向上混凝土中的应力波明显大于其反方向上的应力波 ,由此验证了该装药结构的性能。利用这种装药结构 ,能够达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等目的。     

炸药硐库爆炸时岩体自由场应力波的测量

地下装药爆炸时,将在岩体介质中激起冲击波或应力波。应力波在岩体中的传播,是一个波动力学问题。研究它的传播与衰减规律,无论在理论上或实践上均有很重要的意义。由于传感器无法与传播介质完全耦合、阻抗失配、波绕流以及高压动态标定存在问题等,使直接测量自由场应力波工作很难取得良好的效果。     

装药起爆位置对爆炸能量传递影响的数值模拟

采用数值模拟软件LS-DYNA模拟了带壳装药在土壤层中在其不同端面起爆时爆炸产生的应力波,在上层半无限混凝土介质中的传播过程,得到了装药不同端面起爆时产生的应力波在混凝土中随时间和位置的变化规律.模拟结果表明,在装药底端面起爆时爆轰能量利用率较高,对混凝土的作用效果较好,能够为提高装药结构威力设计提供一定参考依据.     

轴向打孔装药爆炸切断TC4钛合金板的研究

为了探究爆炸切断TC4钛合金板的最佳方式，设计了轴向单孔和轴向双孔两种装药结构。采用AUTODYN软件进行了数值模拟，并结合试验分别对单孔装药和双孔装药优劣性以及装药孔径对爆炸切断效果的影响进行了对比分析。通过计算装药量及运用Mises屈服准则，判断了两种装药结构下4组试验方案中TC4钛合金板的切断及损伤情况，且结合测点振速与加速度变化情况说明了应力波在板内的传播规律。结果表明:爆炸切断能力会随着装药直径的增大而增强，且钛合金板的损伤也随之增大；相较于单孔装药，双孔装药更适用于爆炸切断TC4钛合金板。     

多层介质中装药起爆位置对爆炸能量传递影响的数值模拟

阐述的多层介质由半无限的混凝土、土壤层和岩石层组成。采用数值模拟软件LS-DYNA模拟了多层介质中带壳装药在其不同端面起爆时爆炸产生的应力波在半无限混凝土介质中的传播过程,得到了装药不同端面起爆时产生的应力波在混凝土中随时间和位置的变化规律。模拟结果表明,在装药底端面起爆时爆轰能量利用率较高,对混凝土的作用效果较好,为提高装药结构威力设计提供了参考依据。     

多层介质中装药起爆位置对爆炸能量传递影响的数值模拟

阐述的多层介质由半无限的混凝土、土壤层和岩石层组成。采用数值模拟软件LS-DYNA模拟了多层介质中带壳装药在其不同端面起爆时爆炸产生的应力波在半无限混凝土介质中的传播过程,得到了装药不同端面起爆时产生的应力波在混凝土中随时间和位置的变化规律。模拟结果表明,在装药底端面起爆时爆轰能量利用率较高,对混凝土的作用效果较好,为提高装药结构威力设计提供了参考依据。     

不同聚能爆破模式应力波传播及裂纹扩展规律研究

为研究双向聚能拉伸爆破应力波传播及裂纹演化规律,采用理论分析、数值模拟等方法,研究单孔爆破、连孔爆破、间隔爆破爆炸应力波的传播形式和裂纹扩展规律。结果表明,连孔聚能爆破和间隔聚能爆破的裂纹扩展长度都在水平径向上达到了900 mm,而单孔聚能爆破仅600 mm,说明连孔聚能爆破时应力波的叠加使切向拉应力增大,聚能方向形成了与孔心连线相平行的裂纹,裂纹开裂延伸,直至贯通。间隔爆破时随着应力波的传播,裂纹尖端张拉应力区也不断向前推移,促使裂纹继续发展,直至贯通。该项研究在岩石成型爆破中提供了有效真实的参考依据,具有广阔的应用前景。     

层理面对水压爆破应力波传播规律的影响

水压爆破应力波的传播过程决定了爆破的作用效果及影响范围,层状岩体中的层理面特征对水压爆破应力波的传播路径及衰减具有直接影响.为明确水压爆破应力波在层状岩体内的传播规律及影响因素,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了层理面位置及其介质属性对水压爆破应力波传播的影响规律.结果表明:水压爆破相对于常规爆破产生的初始应力...     

爆炸载荷下空孔缺陷与爆生裂纹扩展行为研究

空孔在岩石巷道直眼掏槽爆破中具有重要作用,为研究空孔及其缺陷在爆炸荷载作用下的扩展行为和作用机理,以PMMA代替岩石材料,利用预制裂纹代替空孔缺陷,借助动态焦散线系统和理论分析为手段,研究不同间距下空孔、空孔处预制裂纹、爆生裂纹动态扩展规律及机理,分析不同"径距比"与掏槽效果的关系。研究结果表明:在装药量一定的情况下,随着炮孔与空孔距离的变化,爆生裂纹扩展距离呈现递增而预制裂纹扩展距离呈现递减的趋势,但都存在极值;当炮孔与空孔距离较小时,爆生裂纹和预制裂纹扩展及相互作用最复杂,爆生裂纹扩展经历由压缩应力波为主,表现为直线的前期扩展;由空孔处发射应力波和压缩应力波共同作用下,爆生裂纹偏离炮孔与空孔连心线的中期扩展,以及由空孔应力集中区作用使爆生裂纹向空孔方向偏移的后期阶段;预制裂纹扩展经历由空孔处应力集中作用下,表现为直线的前期扩展,以及由爆生裂纹处反射拉伸波作用使其向爆生裂纹发展的后期阶段;当炮孔与空孔距离较大时,反射应力波及应力集中效应对爆生裂纹和预制裂纹扩展在减弱,爆生裂纹与预制裂纹扩展行为仅有前期直线扩展阶段。"径距比"的大小对爆破效果影响较大,直眼掏槽爆破应以最优"径距比"作为掏槽爆破参数设计的依据。     

主动围压下岩石爆炸动态响应数值模拟

针对深部岩石在爆破作用下的失效机理和破坏过程,基于ANSYS/LSDYNA软件,在水平方向和竖直方向进行围压约束来模拟岩石受到的地应力作用。选取单向围压、等值双向围压和非等值双向围压对中心孔爆破下岩石动态响应进行研究。将数值模拟结果与模型实验结果对比,分析爆炸应力波的传播过程,并讨论了不同围压约束对爆炸后裂纹扩展的影响。结果表明,初始围压作用对爆炸应力波的传播影响较小;初始围压会抑制爆破裂纹扩张;竖直方向围压主要抑制水平方向裂纹扩张,水平方向围压主要抑制竖直方向裂纹扩张。     

主动围压下岩石爆炸动态响应数值模拟

针对深部岩石在爆破作用下的失效机理和破坏过程,基于ANSYS/LSDYNA软件,在水平方向和竖直方向进行围压约束来模拟岩石受到的地应力作用。选取单向围压、等值双向围压和非等值双向围压对中心孔爆破下岩石动态响应进行研究。将数值模拟结果与模型实验结果对比,分析爆炸应力波的传播过程,并讨论了不同围压约束对爆炸后裂纹扩展的影响。结果表明,初始围压作用对爆炸应力波的传播影响较小;初始围压会抑制爆破裂纹扩张;竖直方向围压主要抑制水平方向裂纹扩张,水平方向围压主要抑制竖直方向裂纹扩张。     

地下工程喷射混凝土爆破振动安全标准研究

根据一维波动理论,通过分析应力波在不同介质中反射和透射的过程,研究了爆破振动应力波对巷道围岩和喷射混凝土的破坏作用。结果表明,在爆破振动应力波的作用下,对于坚硬岩体,支护结构的破坏主要由喷射混凝土的抗拉强度所决定;而对于软岩体,支护结构的破坏则主要由喷射混凝土与围岩的交界面的抗拉强度所决定。同时,通过研究爆破振动在围岩中的传播规律,得到了掘进爆破工程中喷射混凝土支护的安全距离,为地下掘进爆破工程施工以及喷射混凝土初期支护的设计提供了一定参考。     

岩石爆破层裂机理的研究

基于连续介质损伤力学，从Ｎａｊａｒ各向同性脆性损伤的能量定义出发，从能量角度分析了爆炸应力波传播过程中岩石损伤程度的变化，确定了岩石发生层裂的判据，即当入射压缩波尚未反射部分与反射拉伸波叠加后出现的拉应力等于岩石的损伤抗拉强度（本文简称）时，岩石发生层裂。从而弥补了岩石爆破层裂理论的不足，完善了岩石爆破机理。     

岩石爆破层裂机理的研究

基于连续介质损伤力学,从Ｎａｊａｒ各向同性脆性损伤的能量定义出发,从能量角度分析了爆炸应力波传播过程中岩石损伤程度的变化,确定了岩石发生层裂的判据,即当入射压缩波尚未反射部分与反射拉伸波叠加后出现的拉应力等于岩石的损伤抗拉强度（本文简称）时,岩石发生层裂。从而弥补了岩石爆破层裂理论的不足,完善了岩石爆破机理。     

爆破挤淤水中冲击波特性分析及工程监测

以具体爆破挤淤工程为例,实测了水中冲击波力学测线和保护目标处的水中冲击波压力值,分析了爆破挤淤水击波的作用特性和传播衰减规律,给出了水中冲击波的经验计算公式,提出水击波压力安全控制标准。研究结果不仅保证了重点工程的安全施工和周围建筑的安全,而且有助于丰富爆破挤淤理论,指导类似工程实践。     

混凝土结构烟囱爆破拆除的动力响应特征分析

烟囱定向控制爆破倒塌过程中,爆破作用不仅使爆破位置的结构产生破坏,而且爆破产生的应力波对上部结构产生很大的作用,为了探讨其产生的原因,利用运动行波的运动方程,求解不同起爆条件下行波的运动规律,以及不同时刻爆炸应力波在烟囱中产生的应力作用行为和结构质点位移,发现了最大拉应力、结构质点位移可能出现的时刻和位置,并拟合绘制出了最大拉应力、质点位移的分布曲线。对高100m混凝土结构烟囱的爆炸作用进行计算分析,认为烟囱定向控制爆破的起爆宜采用低段别、短延期时差的起爆网路。