气泡帷幕防震设计与计算

气泡帷幕是由位于水底喷气管喷出压缩空气,在水域中形成的气液两相流。能使爆破时产生的水冲击波的一部分能量在压缩介质——杂乱无章的气泡表面漫反射散失;一部分能量被压缩气泡吸收转变为热能,随后消耗在气泡膨胀过程中,从而起到防震作用。从冲击波的频谱分析中看出,无气泡帷     

气泡帷幕对水中冲击波衰减特性的数值模拟研究

为深入研究气泡帷幕在深水岩石爆破中减少爆破危害的机理,对深水岩石钻孔爆破中气泡帷幕对水中冲击波的衰减特性进行了理论分析,建立了气泡帷幕距离被保护目标分别为50 cm、250 cm、450 cm的三个简化深水岩石钻孔爆破数值模型,通过计算得到了相应的冲击波压力时程曲线,通过对峰值压力、比冲量等的分析得到了气泡帷幕对水中冲击波的衰减特性。本研究结果可为深水岩石钻孔爆破工程实践中的冲击波防护提供了参考。     

多层差异性气泡帷幕对水下爆破冲击波的衰减效应的试验研究

为评估气泡帷幕产生的气水混合层对冲击波能量的衰减效应,设计了乳化炸药水下延期爆破试验,研究气泡帷幕对水下爆破冲击波的影响。以冲击波斜入射条件下波阻抗差异性为研究对象,设计多层差异性气泡帷幕。以距爆心12 m处帷幕前、后测点处的冲击波衰减率为评价指标,测得多排孔气泡帷幕前测点处的冲击波压力峰值为1.518 MPa和1.493 MPa,帷幕后测点处的冲击波压力峰值为0.026 MPa和0.034 MPa,冲击波综合衰减率为97.72%⁹8.29%。与陆上岩石爆破冲击波传播规律相比,水下爆破冲击波作用时间短,波阵传播速度快,冲击波压力更大,且传递过程中能量损耗少,传递效率高,同等爆破当量的条件下水下爆破对结构的损害更大。采用多层差异性气泡帷幕对水下爆破施工进行防护,可以在完成水下炸礁爆破施工任务的同时,不破坏水下生态环境。     

气泡帷幕削减水击波压力作用因素分析

采用正交实验的方法,对气泡帷幕削减水中爆炸冲击波压力作用效果的主要影响因素进行了研究,分析了各主要影响因素的显著性,并提出了基于本实验条件下的最优因素水平组合.在实验条件下,气泡帷幕与测点之间的距离是最显著的影响因素,气泡帷幕管道的管径和流量等因素次之,孔距对气泡帷幕防护效果的影响最小.因此,在进行气泡帷幕管道设计和参数设置时,应重点关注气泡帷幕与被防护目标之间的距离和气幕管道的管径及供气气流量的变化.     

水下钻孔爆破冲击波下桥墩的动态响应及防护分析

利用数值模拟方法以及现场监测技术,结合砖灶子水下炸礁项目,研究了水下钻孔爆破水中冲击波对桥墩的影响以及防护,对水中冲击波作用下桥墩结构的动态响应以及气泡帷幕的削减效果进行对比分析,并结合现场监测数据,对李家沱大桥的动态响应以及安全状态做出评价。研究发现:桥墩结构对水中冲击波的动态响应在桥墩中部及桥趾部位较大,且迎爆面的响应大于背爆面,测量点的速度与加速度响应最大值均出现在水平径向,然后是垂直方向和水平切向;气泡帷幕对于水中冲击波的削减效果良好,且距离保护对象5 m时效果最佳。运用气泡帷幕防护及现场监测指导施工,使得李家沱大桥处于安全状态下。     

气泡帷幕对水中冲击波峰值压力衰减特性的研究

通过对气泡帷幕衰减水中冲击波作用现象进行分析 ,基于实验结果 ,采用爆炸相似律理论 ,得到了适用于工程实际计算的经验表达式 ,并引入气泡帷幕的削波系数 ,对工程实际运用和计算装药水下爆炸对渔类的安全距离提供了理论依据和计算方法。     

削弱水下钻孔爆破水中冲击波负面效应的试验研究

针对水下钻孔爆破危害防护问题,通过海边浅层水中钻孔爆破试验,实测得到了水中冲击波波形曲线及压力数据,对现在比较流行的抑制水下爆破负面效应的两种手段——延时起爆和气泡帷幕方法进行了验证与探讨。试验表明,选择合适的延时起爆能使总爆炸能量在时间上合理分布,而气泡帷幕手段对特定频率的冲击波有良好的削弱效果,为进一步的研究积累了很多有益的经验。     

气泡帷幕对水中冲击波峰压力衰减特性的研究

通过对气泡帷幕衰减水中冲击波作用现象进行分析,基于实验结果,采用爆炸相似律理论,得到了适用于工程计算的经验表达式,并引入气泡帷幕的削波系数,对工程实际运用和计算装药水下爆炸对渔类的安全距离提供了理论依据和计算方法。     

水下爆炸炸药能测量消除边界效应的研究

在小型爆炸水池中测量炸药的爆炸能量，会遇到边界反射问题。文中就如何消除边界效应，选取了几种能衰减冲击波能的材料和措施进行实测对比。结果表明：在水池内壁附近设置一种气泡帷幕，可有效地削弱反射冲击波，使气泡脉动周期增大，从而使所测总能量（Ｅｔ）更接近炸药的爆热（Ｑｖ）。     

钢筒内衬爆炸水井设计中的几个动力学问题研究

以3 kg 2,4,6-三硝基甲苯（TNT）炸药在内径和深度均为11 m的内衬钢筒混凝土围堰爆炸水井中的爆炸为研究对象,数值模拟研究了筒壁厚度、混凝土围堰厚度对钢筒受力与变形的影响,以及水井内设置气泡帷幕对提高设施安全性等爆炸水井设计中关注的几个动力学问题。结果表明：水井内水中爆炸冲击波参数与P. Cole公式计算结果基本吻合;钢筒内壁不利的受力与形变部位都出现在装药中心水平线以下的筒体部位,直到壁厚达到50 mm时距筒底1.60 m处等效塑性应变仍可达到0.001 6,不满足强度理论判断条件;取钢筒厚度为20 mm,外加0.5 m厚混凝土围堰时,内衬钢筒爆炸水井符合安全性强度设计要求;在水井底部设置半径为4.9 m、厚度为0.05 m气泡帷幕时,可使筒壁处的冲击波压力峰值降低40.6 %;对于壁厚为20 mm的钢筒,采用气泡帷幕衰减冲击波措施时,混凝土围堰厚度达到0.35 m就能满足安全性设计要求。上述结论可为内衬钢筒爆炸水井结构设计和安全性评估提供方法及依据。     

水下钻孔爆破水击波的传播规律及气泡帷幕对水击波的削减作用

结合长江航道莲沱段炸礁工程,用LS-DYNA软件对水下钻孔爆破进行数值模拟,研究水击波的传播规律和气泡帷幕对水击波的削减作用,分析了水下钻孔爆破3个方向上水击波的传播特性。结果表明,水下钻孔爆破水击波在炮孔轴线方向衰减最为明显,其次是与炮孔轴线夹45°角的方向,而最小抵抗线方向衰减最慢;且改变水深时,结论仍成立。同时,研究了不同位置的气泡帷幕对水击波峰值压力的削减效果。结果表明,气泡帷幕对水击波起到了良好的削减作用;且气泡帷幕离爆源较近时,对水击波的削减效果更好。     

预裂爆破与气泡帷幕技术在水下爆破中的应用

为减少水下爆破施工对附近建筑的不利影响,讨论了采用预裂爆破、气泡帷幕等减振、防护措施的可行性,并以大连长兴岛大船重工船坞坞口周边炸礁工程为例进行详细说明。实践结果表明,在进行钻孔爆破时,采用预裂爆破、气泡帷幕等减振、防护措施可以对爆破地震波及水击波实施控制,把爆破影响降到建筑安全容许的范围内,保证了附近30万t级船坞和修船码头的安全,达到了预期效果,可为类似工程提供参考。     

应力波传播时爆破条纹图判读准则的检验

在一次爆破加载同时得到爆破模型动态等差线与等和线条纹图的基础上 ,采用部分改变物光光程的方法求得等和条纹的级数。为检验尚有争议的动态等差条纹级数判据 ,利用设计的一种应力波在边界反射后的爆破实验模型进行研究 ,解决了复杂条纹图的判读问题     

取水口旧沉井的爆破拆除

介绍了上钢一厂温藻浜中取水口旧沉井的爆破拆除方法。设计采用孔内高段延期雷管、孔外低段延期雷管一次引爆的微差爆破。文中还介绍了采用气泡帷幕、控制单段药量等措施减弱水中冲击波保护邻近建筑物的方法。     

水下钻孔爆破减震安全技术及应用

介绍了广西贵港电厂取水泵房进水前池基岩水下钻孔爆破技术方案。该方案采用微差爆破技术,段间时间间隔≥50 ms,炮孔直径100 mm,孔距1.5m;排距1.2 m,平均孔深3 m,炸药单耗1.2 kg/m3,并在距水泵房前沿8 m处布设2排预裂减震孔,孔径110 mm,孔距0.5 m,排距1.2 m,孔深7 m。为了降低爆破引起的水冲击波对取水泵房的影响,还在取水泵房前沿5 m外设置1道水下空气帷幕。爆破施工实践表明,该方案有效降低了水下爆破对相距不足10 m的近距离取水泵房的振动影响,保障了取水泵房的安全。     

平面药包爆破抛掷规律的试验研究

在硐室爆破工程实践中,为了达到设计的抛掷距离和特定的抛体堆积形态,往往设计布置平面药包。本文通过现场小型模拟试验,对平面药包的爆破漏斗大小与深度、抛掷堆积规律以及合适的药包间、排距进行了系统研究与分析。模拟试验证明,抛掷距离与最小抵抗线成正比关系;群药包爆破时,抛掷距离与药包的间、排距也有一定关系。