碳酸盐岩中炮孔不耦合系数对地震激发效果影响的分析

为改善碳酸盐岩中地震勘探的激发效果,针对目前爆炸激发地震波能量弱、频率高的现状,试图在震源装药不耦合系数上提出合理的改进措施。在建立震源装药爆炸载荷计算模型基础上,由编程计算得到碳酸盐岩中震源爆炸载荷和耦合能量的时间函数。分析时间函数曲线表明:该岩石条件下不耦合系数Kd=1.5时,孔壁质点压力等载荷的衰减更慢,作用时间较长,岩石介质耦合能量较大,地震激发效果最好。石灰岩条件下的现场试验与理论计算结果基本一致。地震勘探数据采集中,可借鉴本文计算方法,根据现场碳酸盐岩和炸药的波阻抗参数计算得到激发效果最佳的不耦合系数值。     

双层药型罩EFP战斗部性能参数的灰色系统理论分析及实验研究

通过LS-DYNA有限元软件计算得到不同装药结构的双层药型罩爆炸成型弹丸(EFP)战斗部成型侵彻体的特征参数,利用灰色系统理论分析了药型罩材料密度、曲率半径、厚度比以及装药密度、装药长径比(L/D)对成型侵彻体不同特征参数的影响规律。基于灰色系统理论分析结果设计了不同装药结构的双层药型罩EFP战斗部并进行了毁伤效应实验研究。实验结果表明当内外药型罩的厚度比为1.33时,双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体的侵彻深度达到0.67倍装药口径,是具有相同装药结构EFP战斗部成型侵彻体侵彻深度的两倍左右;具有Cu-Cu或Cu-Fe药型罩组合方式的双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体在侵彻深度方面的能力大致相当,但是Cu-Cu药型罩组合方式的战斗部成型侵彻体侵彻钢板的形状近似呈圆形。     

水下线型聚能切割器内外炸高对射流侵彻性能的影响

借助ANSYS/LS-DYNA程序,对线型聚能切割器在水下切割钢板的性能进行了数值模拟研究,并通过试验对数值模拟仿真结果进行了验证。通过数值模拟和试验对比,重点分析了水下聚能切割器空气内炸高和水外炸高对射流侵彻靶板的特性影响。数值模拟和试验结果表明:聚能槽内的水介质会阻碍射流的形成,严重影响切割性能,设置适量的空气内炸高并减小水外炸高,可以提供射流形成的空间,大幅提高射流的侵彻能力;空气内炸高越小,射流的形成越不充分,形成射流的速度和动能越小,侵彻能力越弱。     

曲率半径对双层药型罩EFP战斗部成形及侵彻的影响?

利用ANSYS/LS-DYNA仿真软件研究了药型罩曲率半径对双层药型罩EFP战斗部成形及侵彻特性的影响规律。数值计算结果表明,当药型罩曲率半径的相对值在0.67~0.93时,弧锥结合型双层药型罩EFP战斗部可成形具有良好外形的侵彻体;此时,成形侵彻体的最大侵彻深度约为1倍装药口径。试验结果表明,双层药型罩EFP战斗部成形侵彻体能够有效击穿2层2 cm厚45#钢靶,成形侵彻体对钢靶侵彻的开口形状近似呈现圆形,是具有相同装药结构EFP战斗部成形侵彻体侵彻深度的2倍左右。研究结果可以为双层药型罩EFP战斗部结构优化设计提供参考。     

FastICA算法在低信噪比爆破振动信号信噪分离中的应用研究

传统信噪分离方法对低信噪比爆破振动信号的细节提取能力变弱或近乎失效,因此,提出应用快速独立分量分析(FastICA)方法对信号中的独立分量进行非高斯性度量以完成含噪信号的信噪分离。结合数值仿真算例及实测信号分离试验,验证了FastICA用于爆破振动信号信噪分离的有效性,结果表明,FastICA可以准确地从信噪较低的含噪信号中,分离出贴合源信号的逼近信号,从而为将FastICA引入到爆破振动信号分析领域,实现爆破振动特征的快速提取提供了借鉴。     

混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性评估

为研究混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性,采用试验与数值模拟相结合的方法对混凝土墩体在杆式射流(jetting projectile charge, JPC)和爆炸成型弹丸(explosively formed projectile, EFP)两种聚能侵彻体作用下的易损性进行了评估。结果表明：当聚能侵彻体打击混凝土墩体顶面或侧面时,会形成近似圆形或带缺口的近似椭圆形的毁伤区域,打击位置越靠近毁伤区域中心,墩体毁伤越严重;聚能侵彻体垂直打击墩体顶面或沿水平方向打击墩体侧面时,毁伤区域的中心分别与墩体顶面中心和侧面的几何中心重合;斜上方打击墩体侧面时,JPC和EFP对应的毁伤区域中心分别下移约27.8 cm和28.2 cm;斜下方打击墩体侧面时毁伤区域中心分别上移约26.5 cm和28.7 cm;沿水平方向打击墩体侧面时,更易使墩体出现重度毁伤;相同打击条件下,JPC对混凝土墩体的毁伤效果优于同口径装药的EFP。     

多点起爆对双层药型罩爆炸成型弹丸成型及侵彻特性的数值模拟研究

起爆方式对双层药型罩爆炸成型弹丸（EFP）成型特征参数及终点毁伤效应具有重要影响。基于双层药型罩EFP战斗部静爆试验结果,利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元动力学软件研究了起爆点数目对双层药型罩EFP战斗部成型及侵彻特性的影响规律。研究结果表明：当起爆点数目在4～8时,双层药型罩EFP战斗部可起爆成型具有良好空气动力学特性及优良终点毁伤效应的带尾翼大长径比聚能侵彻体;当起爆点数目为6时,双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体终点毁伤效应的最大侵彻深度达到1.07倍的装药口径,较端面单点中心起爆方式获得侵彻体侵彻钢靶的最大深度提高了32%.     

炮孔不同耦合介质对碳酸盐岩爆炸地震信号影响分析

 为选取最佳炮孔耦合介质以改善碳酸盐岩中地震勘探震源的激发效果,基于弹性波理论建立炮孔不同耦合介质(空气、水、黏土)孔壁爆炸载荷及透射波比能的计算方法,借助Matlab编程计算得到解析解,并绘制图形进行对比分析。在典型碳酸盐岩场地进行炮孔不同耦合介质的地震波激发试验,应用基于功率谱的能量分析方法对试验数据进行分析。理论计算和现场试验研究均表明：水不耦合装药时,采集的地震波信号能量最强,信号频率最高、信噪比最低;空气不耦合装药时,采集的地震波信号能量次之,信号频率最低、信噪比最高。因此,实际碳酸盐岩储层中,应采用空气不耦合装药的结构形式,并加大炮孔装药量以弥补地震波信号能量,从而改善地震勘探激发效果。     

提升小波包变换技术在工程爆破远程测振系统中的应用研究

为适应工程爆破精细化、数字化要求,建立了具有完善信号采集功能的工程爆破远程测振系统。为提升该系统对爆破振动实测数据的信号分析能力引入了提升小波包变换技术。在算法基本原理的基础上,通过算法复杂度分析表明其相对传统小波算法运算速度提高约100%,运算速度快。通过提升小波包算法在爆破振动实测信号能量、时频特征提取中的应用研究表明,基于插值细分的提升小波SGW(6,6)占用资源少、分析精度高,能够满足数字爆破测振及高精度信号分析的需求。     

爆破振动速度与加速度的等效换算研究

针对建筑结构抗震设计采用爆破振动加速度、工程爆破安全控制标准采用振动速度的不一致问题,通过理论分析和现场测试试验对爆破振动速度峰值和加速度峰值的等效换算及影响因素进行了分析。研究表明:爆破振动速度峰值和加速度峰值可通过公式进行等效换算,换算系数与最大单段药量、爆心距、起爆方式等影响因素相关。