水体防爆墙和混凝土防爆墙对爆炸冲击波的消减效应

对水体防爆墙和钢筋混凝土防爆墙两种防爆墙抵抗地面爆炸冲击波的情况进行了数值模拟,对比了两种防爆墙的消波效果,分析了两种防爆墙条件下各物质间能量转化的规律。,两种防爆墙对地面爆炸冲击波均具有很强的消减作用,水体防爆墙在与爆炸波相互作用的过程中获得的总能量峰值比混凝土防爆墙大一个量级。水体防爆墙自身耗散掉爆炸产物和冲击波的能量有限,更多的是依靠水体的质量和惯性实现防爆的目的。     

空气冲击波作用于柔性防爆墙的透射和绕射效应分析

为研究爆炸空气冲击波作用于柔性防爆墙后发生的透射和绕射现象及规律,采用数值模拟方法计算了防爆墙在5、10、15和20kg四种药量TNT炸药爆炸冲击波作用下墙后压力流场的变化,分析了墙后发生的透射和绕射现象,比较了压力波形的变化特点,得到了墙后压力场变化分布规律。计算结果表明,柔性墙背后的压力存在两个主要峰值,分别为透射压力峰值和绕射压力峰值。透射压力峰值由柔性墙体变形运动引起,并与墙体变形速率有关;绕射压力峰值由冲击波在墙顶绕射传播引起。透射压力与绕射压力的分布与变化规律不同,需区别对待分析。     

爆炸冲击波作用于便携式防爆墙的绕射规律

为研究爆炸冲击波作用于便携式防爆墙的绕射规律,利用LS/DYNA软件,采用欧拉耦合的方法,分析了TNT药量不同爆距相同、TNT药量相同爆距不同以及TNT药量相同墙厚不同的条件下墙体对环流超压的影响规律,且拟合出了不同TNT药量时墙后超压峰值公式,并通过防爆墙墙前、墙后超压值与已知试验值对比,验证了计算模型的正确性.结果表明:环流超压峰值随着TNT药量的增加而增加,随着墙体厚度的增加而减少,且其超压峰值出现在墙后约2倍墙高位置处;当爆距大于2.4 m时,环流超压的峰值先递增、后递减,最大环流超压发生在约2倍墙高位置;当爆距小于2.4 m时,最大环流超压向墙体移动,距离墙体后面1.0 m左右.验证了其绕射规律与已知研究结果的一致性.     

超高韧性水泥基复合材料功能梯度板接触爆炸数值模拟

超高韧性水泥基复合材料(Ultra-High Toughness Cementitious Composites,UHTCC)具有优异的韧性和吸能效果,采用UHTCC和UHPC材料制成的功能梯度板具有优越的抵抗爆炸冲击性能。为了更好地研究UHTCC材料在爆炸荷载下的损伤规律,设计出性能优良的防护结构,该文利用LS-DYNA软件对UHTCC功能梯度板接触爆炸进行了数值模拟。探讨了靶体材料、炸药量、配筋情况、能量吸收层厚度对结构抗爆性能的影响。研究结果表明,UHTCC功能梯度板可以有效减少爆炸荷载下的开坑、震塌以及靶体损伤,同时吸收更多的爆炸冲击波,从而达到优良的抗爆效果。配置拉结筋并合理设置能量吸收层厚度能有效减少靶体损伤。     

硬岩地下洞室工程爆破振动与围岩损伤范围相关性研究

为了简便而准确地获取爆破荷载下硬岩地下洞室围岩损伤范围,以某待建重要地下洞室工程为研究背景,采用理论分析和数值模拟的方法,根据爆破设计方案,建立不同药量条件下多段延时爆破累积损伤计算模型,利用等效爆破荷载的方法和LS-DYNA完全重启动技术,得到多段延时爆破荷载作用下的爆破振动数据和围岩累积损伤范围。分析地下洞室围岩累积损伤效应,研究爆破振动与围岩累积损伤范围之间的相关性。研究结果表明：诱导地下洞室周边围岩损伤的荷载主要来自于二圈孔和周边孔爆破,其中洞室拱顶围岩损伤范围(2.21 m)明显大于拱腰围岩损伤范围(2.05 m);爆破全时程振动曲线的峰值处于掏槽孔延期时间范围内,与造成洞室周边围岩损伤的爆破段位不一致,应以对围岩损伤影响较大爆破段位的质点峰值振动速度研究与围岩损伤范围的相关性;建立了围岩累积损伤范围与爆破药量、爆心距和质点峰值振动速度之间的量化关系,得到了可通过任意爆心距处质点峰值振动速度推断围岩累积损伤范围的函数关系式,为控制围岩爆破损伤提供依据。     

缝合复合材料层板低速冲击损伤数值模拟

建立了缝合复合材料层板在低速冲击载荷下的渐进损伤分析模型。模型中采用空间杆单元模拟缝线的作用;采用三维实体单元模拟缝合层板,通过基于应变描述的Hashin准则,结合相应的材料性能退化方案模拟层板的损伤和演化;采用界面单元模拟层间界面,结合传统的应力失效判据和断裂力学中的应变能释放率准则判断分层的起始和扩展规律。通过对碳800环氧树脂复合材料（T800/5228）层板的数值仿真结果和试验结果相比较,验证了模型的正确性,同时讨论了不同冲击能量下缝合层板的损伤规律。研究结果表明：缝线能够有效地抑制层板的分层损伤扩展;相同冲击能量下缝合与未缝合层板的基体损伤和纤维损伤在厚度分布上相似,缝合层板的损伤都要小于未缝合层板。     

采用压电波动法的水下消能爆破损伤特征试验研究

消能爆破技术已在陆地上取得了良好的效果,但其在水下爆破工程中的作用尚不清楚.为研究消能爆破技术在水下爆破中的损伤控制效果,借助水介质爆炸容器模拟了不同药量的水下消能爆破试验和一组常规对比爆破试验,并采用压电波动法结合信号能量分析对岩体模型进行了爆破损伤检测.结果表明:所有试样某一点的损伤与该点到炮孔的距离成反比;损伤随着药量的增加而增加,试验所用的245 mm×245 mm×300 mm的C30模型在药量为3 g时炮孔部分已基本被完全破坏;采用压电波动法并结合能量分析得出的爆破损伤因子能够真实的反应岩体的损伤情况;在相同药量条件下,采用消能爆破技术的基底部分损伤比常规爆破技术产生的损伤小33％,水下消能爆破技术具有良好的损伤控制效果,模型试验的结果可以为相关的水下爆破损伤控制工程提供参考.     

液态CO_2相变开挖岩体孔间距参数研究

为保证液态CO_2相变致裂技术在随州绕城南路综合管廊基坑石方开挖中的爆破效果,在进行实际施工生产之前,对73型液态CO_2致裂管单管单孔致裂岩体性能进行了现场试验,在对液态CO_2进行TNT当量计算之后,基于LS-DYNA有限元软件进行了单孔爆破数值模拟和不同孔间距的两孔爆破数值模拟。结果表明:73型液态CO_2致裂管现场试验和数值模拟单孔最大岩体破坏范围分别为1.84 m和1.766 m,试验和模拟结果具有较高的一致性,数值模拟方法预测73型液态CO_2致裂管致裂岩体范围上可靠性良好。73型液态CO_2致裂管台阶爆破最优孔间距为2.0 m,双孔爆破相邻炮孔之间岩体最大损伤范围比单孔爆破岩体损伤范围增加13.25%。73型液态CO_2致裂管的台阶爆破最优孔间距的确定有效保证了基坑台阶开挖的爆破效果,同时具有良好的经济和社会环境效益。     

基于HHT的雷管实际延时识别法在城市环境微差爆破中的应用

以重庆渝中连接隧道爆破工程为例,利用Hilbert-Huang变换分析爆破振速信号,对比瞬时能量法与EMD识别法识别雷管实际延时时间效果。研究结果显示,瞬时能量法识别率在30%~60%,低段别平均识别率仅35%;而EMD识别法识别率为66%~90%,各段识别率平均较瞬时能量法高约30%。对不同药量单孔爆破实验分析表明,单孔药量1.2 kg的起爆能量衰减时间为150 ms。常规药量下雷管间微差起爆间隔大于50 ms以上时可用瞬时能量法识别起爆时刻;城市隧道用50 ms以下小间隔微差爆破时用EMD识别法识别率较高。     

岩体单孔爆破损伤的三维数值模拟研究

为了探究单孔爆破情况下岩石损伤情况，基于ANSYS/LS-DYNA软件，采用RHT材料模型，建立了多组三维数值模型，探究了三维空间下岩石单孔爆破在不同装药长度、不同地应力条件下的损伤情况，并结合自定义变量—有效损伤率来表征岩石在单孔爆破条件下损伤的时空演化规律。结果表明：从孔底到自由面，岩石的损伤逐渐增大，距离炮孔越近，岩石的损伤越严重；随着装药长度的增加，围岩对药卷的空间约束作用也在增强，岩石损伤的增长速率会逐渐减小；地应力在岩石的爆破过程中对岩石损伤具有抑制作用，且岩石损伤会向着地应力最大的方向发展。     

基坑支撑梁轴向布孔爆破拆除技术及应用

为优化深基坑内支撑支护结构的爆破拆除技术及应用,介绍了一种基于轴向布孔的基坑内钢筋混凝土支撑梁爆破拆除技术及其在武汉某项目基坑支撑梁爆破拆除工程中的成功应用,通过采用轴向布孔,孔内敷设导爆索及空气间隔装药等技术措施,降低了爆破危害的强度和影响范围,提高了基坑支撑梁爆破拆除的安全性及拆除效率,为复杂环境下大型深基坑支撑梁爆破拆除提供了技术支撑。     

市区地铁车站基坑明挖段爆破开挖工程实践

为了控制复杂环境下车站基坑爆破开挖引起的地震动强度,以重庆市渝北区动步公园地铁车站明挖段基坑爆破开挖工程为背景,研究了车站基坑爆破施工方案。介绍了主爆孔和预裂孔的爆破参数,采用预裂爆破与孔内、孔外延时的立体爆破网路,严格控制单段最大起爆药量为2.16kg和爆破飞石安全距离20m内,并进行了现场爆破振动监测与分析。结果表明,孔内、孔外延时的爆破网路实施基坑爆破开挖,其产生的最大峰值爆破振动速度为0.91 m/s,远小于工程允许的爆破振动速度,爆破地震动强度衰减率达到三分之一。预裂爆破形成的预裂缝将主爆区与被保护对象分隔开,从而有效保护了施工区周边的建筑物。     

市区地铁车站基坑明挖段爆破开挖工程实践

为了控制复杂环境下车站基坑爆破开挖引起的地震动强度,以重庆市渝北区动步公园地铁车站明挖段基坑爆破开挖工程为背景,研究了车站基坑爆破施工方案。介绍了主爆孔和预裂孔的爆破参数,采用预裂爆破与孔内、孔外延时的立体爆破网路,严格控制单段最大起爆药量为2.16kg和爆破飞石安全距离20m内,并进行了现场爆破振动监测与分析。结果表明,孔内、孔外延时的爆破网路实施基坑爆破开挖,其产生的最大峰值爆破振动速度为0.91 m/s,远小于工程允许的爆破振动速度,爆破地震动强度衰减率达到三分之一。预裂爆破形成的预裂缝将主爆区与被保护对象分隔开,从而有效保护了施工区周边的建筑物。     

露天深孔台阶爆破设计参数的确定与协调探讨

针对当前露天深孔台阶爆破设计中存在的不考虑爆破设计参数之间的协调关系、不遵从钻孔爆破的基本公式Q=qV=qabH,从而导致参数之间相互矛盾的问题,基于对深孔台阶爆破设计参数相互关系的分析,提出了考虑参数协调下的深孔台阶爆破设计方法和步骤。计算得出炮孔孔距a、排距b,而不根据工程经验选定,其后依据爆破基本公式Q=qabH计算单孔药量Q。算例表明:提出的深孔台阶爆破设计方法与步骤,能有效避免盲目根据工程经验选定孔网参数带来的混乱,明确了该类型爆破设计的合理方法。同时,对工程中台阶爆破常用的计算前排炮孔底盘抵抗线的巴隆公式,指出了其不合理之处,明确了其应用范围。     

侵爆作用下混凝土靶破坏效应试验与数值模拟

基于混凝土靶体的中低速侵彻后浅埋爆炸试验,开展装药长径比为5的混凝土预留孔爆炸、侵彻后裸装药爆炸及侵彻后带壳装药爆炸数值模拟研究.对比数值模拟与试验结果,验证了数值模拟模型及参数设置的合理性.结合数值模拟结果及量纲分析方法,确定了影响侵彻后带壳装药爆炸毁伤效果的主要影响因素.对比预留孔爆炸及侵彻后爆炸毁伤效果,分析了侵...     

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。     

露天爆破振动对临近建筑的动力响应及降振措施研究

为有效解决露天采场中深孔爆破振动对临近建筑可能产生的破坏问题。首先采用爆破振动信号测试系统对露天石灰石采场爆破振动进行两次实时监测,并且对原爆破参数下监测的爆破振动数据进行一元线性回归分析,得出该采场爆破振动波传播衰减规律。同时运用动力有限元数值分析方法,探讨爆破荷载作用下采场中深孔爆破振动对临近建筑的动力响应,最后将动力响应数值分析结果与现场监测结果进行对比分析。研究表明：动力响应数值分析方法得出的爆破振动速度波形图与现场监测所得基本一致,爆破振动速度和加速度的动力响应数值分析结果在变化规律和趋势上基本相似,改变露天爆破的起爆顺序以及爆破方向,对于降低爆破振动可以起到良好的效果。     

市区复杂环境下深基坑开挖控制爆破

浙江永康市繁华地区深基坑开挖,属复杂环境下的石方控制爆破,为减小爆破振动对周边建(构)筑物的影响,在主爆区采取浅孔大、小孔径相结合方式的爆破方案;在爆区周边开挖减振沟、打减振孔及实施光面爆破;严格控制每次爆破最大单段药量和总装药量;并采取了近体防护与隔离防护相结合的安全防护措施。爆破效果达到了设计要求,其经验可供类似工程参考。     

空气与水介质不耦合装药爆破数值模拟

不耦合装药爆破技术是预裂爆破和光面爆破的主要技术措施,是形成光滑岩壁,保护开挖面的主要手段。利用LS-DYNA建立了三维单孔不耦合装药爆破模型,并进行数值模拟,再现了不耦合装药爆破的应力发展过程,得出了爆破应力云图、应力和位移时程曲线图;分析了不耦合系数为2、3、4时,空气和水不耦合装药爆破孔壁应力及对孔壁破坏情况,得出了孔壁应力与不耦合系数的函数关系,并比较了水和空气对应力的衰减速度差异。从而为预裂爆破和光面爆破参数计算提供理论依据。