起爆方式对岩石爆破裂纹扩展影响的实验分析

为了了解硬岩爆破施工中,提高炸药能量利用率的最佳起爆方式或药包结构,在聚能作用和岩石破碎理论的基础上,分析了空穴聚能、爆轰聚能的聚能作用和爆破裂纹产生机理及准则。通过实验研究了中心雷管、空穴聚能和爆轰聚能的装药方式下爆破裂纹扩展规律。结果表明,3种装药方式下的岩石破碎区范围相差不大,但是中心雷管起爆时岩石径向裂纹较均匀,空穴聚能时在聚能罩的方向上形成较宽、较长的爆破裂纹,爆轰聚能在起爆点中心轴线上形成大的扩展裂纹,虽其宽度和长度均略小于空穴聚能装药,但该方法避免了金属材料的消耗和繁琐的施工工艺。结合红沿河核电站取水隧洞盾构孤石预裂爆破施工,开展的爆轰聚能的工业应用实验表明,采用爆轰聚能爆破技术使孤石强度大幅降低,减少了孤石对盾构机刀盘的磨损,避免了卡钻现象,使盾构机掘进速率提升至10.42mm/min,极大的提高了施工效率。研究结果对起爆技术改进和夹制力大的孤石爆破具有一定的指导意义。     

线型聚能切割爆破的理论研究

通过对线型聚能爆炸切割器的高速碰撞问题建立不可压缩流体模型,推导获得了爆炸切割射流参数的解析解,将之与聚能破甲理论结合,详细分析了爆炸切割器的设计要点.文中系统地说明了线型聚能切割爆破的切割深度、切割器设计炸高、聚能罩最佳顶角、聚能罩材料等与切割器参数的关系.进而利用所建立的流体聚能切割理论模型,对聚能切割器顶部同步起...     

不同装药结构的双向聚能药包爆破数值研究

为了对比不同装药结构的双向聚能装药爆破效果、更好地指导工程实践,基于ANSYS/LS-DYNA的SPH和ALE方法,在保证椭圆长短轴比为15∶11、长轴为30 mm的情况下,研究了聚能管材料分别为紫铜和PVC时椭圆双极线型双向聚能药包爆破随锥角的变化规律,同时分析不同外壳形状对聚能射流的影响。结果表明:药型罩为紫铜的情况下,随着椭圆双极线型聚能药包锥角不断减小,装药面积逐渐减小,但聚能射流头部速度增大;随着药型罩锥角不断减小,用于形成杵体的药型罩质量增大,用于形成射流的药型罩质量有所下降;聚能管材料为PVC时与聚能管为紫铜聚能药包爆破的变化规律基本一致;椭圆+直线型外壳和椭圆型外壳形成的聚能射流头部速度基本一致,但前者相对后者节省药量,此外两者形成的射流头部速度相对直线型外壳的要小;SPH和ALE两种算法实现的计算结果趋于一致,表明采用数值模拟方法的有效性。研究结果对线型聚能装药结构及参数优化具有一定的指导意义。     

聚能效应在预裂爆破中的初步应用

人们早已应用底部聚能装药进行穿破作业,用于中、小规模的侧向切割,近年来也偶见报导,但条形双侧向聚能装药在岩石中进行预裂爆破尚未见报导,现将我们试验情况作以下介绍。一、条形双侧向聚能药卷基本形状条形双侧向聚能药卷基本形状如附图。附图中a、b、c、d、r_(?)的尺寸O_1、O_2的位置系根据岩石情况、钻孔直径、孔距、炸药品种……等有关情况确定;其聚能     

聚能锥角对线性聚能爆破致裂岩体效果的影响

为研究不同聚能锥角下线性聚能爆破致裂岩体效果,在巷道岩壁开展了5种聚能锥角(40°、50°、60°、70°、80°)下的聚能爆破和岩体损伤测试试验,数值模拟了不同聚能锥角形成的聚能射流。结果表明:线性聚能爆破定向致裂岩体效果显著,聚能方向损伤增量显著大于非聚能方向;聚能锥角为40°时致裂岩体效果最好,最大损伤增量达0.93,裂纹扩展深度和长度较大,50°、60°、70°和80°聚能锥角时,最大损伤增量、射流压力、射流长度、射流头部速度、射流尾部速度等均随聚能锥角的增大而减小,致裂岩体效果逐渐减弱。     

不同装药结构的双向聚能药包爆破数值研究

为了对比不同装药结构的双向聚能装药爆破效果、更好地指导工程实践,基于ANSYS/LS-DYNA的SPH和ALE方法,在保证椭圆长短轴比为15:11、长轴为30 mm的情况下,研究了聚能管材料分别为紫铜和PVC时椭圆双极线型双向聚能药包爆破随锥角的变化规律,同时分析不同外壳形状对聚能射流的影响.结果表明:药型罩为紫铜的情...     

岩石聚能爆破试验与数值模拟研究

聚能爆破技术是岩石控制爆破技术中有待研究的领域.针对不同炸高、不同材质聚能罩的聚能药包试验,对比分析了集中药包、无罩聚能装药和有罩聚能装药的破岩效果,并采用ANSYS/LS-DYNA程序对聚能爆破进行了数值模拟.综合理论、试验和数值模拟的研究成果,对聚能爆破破岩机理进行了初步分析,得出聚能爆破各主要参数对破岩效果影响的基本规律.     

某型机库桩基射流成孔仿真研究

为了采用聚能效应快速成孔技术解决某型机库桩基快速成孔的实际问题,基于聚能效应原理,结合桩基成孔需求,设计了聚能药包穿孔方案。在ANSYS workbench的DesignModeler建模平台进行了建模,在AUTODYN环境下对聚能药包快速穿孔方案进行了仿真。仿真结果显示:圆锥型药型罩聚能射流可以形成一定深度的孔,孔口整齐,"长葫芦"形状,为非理想"喇叭口";整个射流形成的孔深为1 279mm,孔径58mm;射流在穿孔过程中出现了"断裂"与"颈缩"现象,说明射流过程产生了振荡而"失稳",一定程度上影响射流穿孔深度,但能够达到工程要求。聚能射流穿孔速度快、质量好,不受地理条件影响,是某型机库桩基快速成孔理想技术,对于军事装备快速部署具有实际意义。     

某型机库桩基射流成孔仿真研究

为了采用聚能效应快速成孔技术解决某型机库桩基快速成孔的实际问题,基于聚能效应原理,结合桩基成孔需求,设计了聚能药包穿孔方案。在ANSYS workbench的DesignModeler建模平台进行了建模,在AUTODYN环境下对聚能药包快速穿孔方案进行了仿真。仿真结果显示:圆锥型药型罩聚能射流可以形成一定深度的孔,孔口整齐,"长葫芦"形状,为非理想"喇叭口";整个射流形成的孔深为1 279mm,孔径58mm;射流在穿孔过程中出现了"断裂"与"颈缩"现象,说明射流过程产生了振荡而"失稳",一定程度上影响射流穿孔深度,但能够达到工程要求。聚能射流穿孔速度快、质量好,不受地理条件影响,是某型机库桩基快速成孔理想技术,对于军事装备快速部署具有实际意义。     

聚能预裂爆破技术

本文通过分析及试验提出聚能爆破技术是目前预裂爆破技术改进完善的可行道路 ,有助于“精雕细刻”开挖爆破技术的实现。聚能爆破开裂的理论依据是断裂力学 ,因此聚能预裂爆破建立在现代力学的基础之上 ,可以摆脱纯经验设计方法。     

线型聚能切割爆破的理论研究

通过对线型聚能爆炸切割器的高速碰撞问题建立不可压缩流体模型,推导获得了爆炸切割射流参数的解析解,将之与聚能破甲理论结合,详细分析了爆炸切割器的设计要点。文中系统地说明了线型聚能切割爆破的切割深度、切割器设计炸高、聚能罩最佳顶角、聚能罩材料等与切割器参数的关系。进而利用所建立的流体聚能切割理论模型,对聚能切割器顶部同步起爆、沿顶部线性和外表面高速起爆问题都进行了理论解析和研究,分析了各种起爆方式的切割射流与破甲特点,以及对切割器参数设计的影响等。还根据滑移爆轰、等容爆轰、正向起爆对飞片驱动能力的对比分析,结合所建立的聚能切割理论,说明了高速起爆可以提高切割能力的原理。通过分析对比各种装药质量比下飞片的爆炸能量利用率,指出了爆炸切割器设计药量的选取原则。对于复杂的三维爆炸聚能切割理论问题,笔者尽量采用简洁直观的数学方法进行理论推导,着重对物理概念的阐述与分析,以求对线型聚能爆破的理论和技术发展起到促进作用。     

一种新型聚能破甲战斗部及其发展趋势探讨

针对当前以单罩聚能效应为主的聚能破甲战斗部，提出一种新型多罩复合聚能装药结构，探讨了其成型机理和联合破甲原理，系统研究了主要装药结构参数对破甲效果的影响。实验结果表明，该聚能装药结构比EFP装药结构，在保持穿孔孔径相当和同等装药条件下，可以提高穿深50%左右。在此基础上，进一步提出反反应装甲目标新型聚能装药结构，深化了聚能效应的内涵，丰富了打击目标的手段。     

环向聚能药包研制及其在建基面开挖中的应用

在水利水电工程中,水平建基面的开挖既严格又繁琐,为研究一种施工相对简单同时又满足规范要求的开挖方法,根据环向聚能药包的作用原理,研究了影响聚能药包破岩效果的因素,在此基础上研制出了切割型和射孔型两种不同环向聚能药包,并进行了现场应用试验。     

两点起爆双槽聚能装药的模拟及实验研究

为了研究双槽聚能装药结构中采用两点起爆方式对聚能射流的影响,运用数值仿真及实验论证相结合的方法,进行了两点起爆下聚能射流的形成及侵彻研究。模拟结果表明:LS-DYNA 2D有限元软件可以较好模拟出一点和两点起爆爆轰波波形、爆轰波的碰撞、聚能射流的形成,验证了爆轰波碰撞引起爆轰压力的大幅增大,两点起爆形成聚能射流速度和长度均大于一点起爆。实验结果证明在工业炸药双槽聚能装药中采用两点起爆方式能起到增强爆轰强度、增大聚能射流侵彻能力的效果。     

钨铜聚能粒子流的侵彻特性研究

为研究钨铜聚能粒子流的侵彻特性,对钨铜多孔药型罩和紫铜板药型罩的侵彻性能进行了试验研究,测试了钨铜聚能粒子流侵彻铝板的穿深与时间关系曲线。试验结果表明:在1倍装药口径炸高下,钨铜聚能粒子流侵彻铝靶的穿深比紫铜板射流侵彻铝靶的穿深要提高31%。利用最小二乘法对穿深与时间关系曲线进行拟合,拟合结果表明穿深与时间的关系呈乘幂形式。结合侵彻试验结果,确定了钨铜聚能粒子流的最后侵彻速度为1657.8m/s。这为多孔药型罩聚能装药的设计提供一定的指导意义。     

聚能爆破在岩石控制爆破中的研究

聚能爆破技术是岩石控制爆破技术中有待开发的领域。本文介绍了该技术所用的线型聚能切割器的作用原理、设计方案及其爆破技术参数的选择;并以某水泥厂石灰石岩块控制爆破为例,采用聚能爆破技术在工程实践中取得了理想的爆破效果。该技术的开发和完善将有助于推动开挖爆破技术的发展,并会带来可观的经济效益和社会效益。     

聚能爆破在岩石控制爆破中的研究

聚能爆破技术是岩石控制爆破技术中有待开发的领域。本文介绍了该技术所用的线型聚能切割器的作用原理、设计方案及其爆破技术参数的选择;并以某水泥厂石灰石岩块控制爆破为例,采用聚能爆破技术在工程实践中取得了理想的爆破效果。该技术的开发和完善将有助于推动开挖爆破技术的发展,并会带来可观的经济效益和社会效益。     

基于C型聚能管的聚能水压光面爆破技术原理及应用

针对常规光面爆破存在的问题,依托栾卢高速公路碾盘隧道现场施工,详细分析了聚能水压光面爆破技术原理,阐述了第二代C型聚能管的结构特点、技术优势、装置组装流程及装药结构,并开展了聚能水压光面爆破技术现场试验研究。理论分析证明:在空气-水复合介质作用下,聚能水压爆破冲击波到达孔壁时的应力较常规光面爆破时增大,围岩振速降低。侵入岩体后,成缝过程可分为聚能射流切缝阶段、岩体压碎阶段、裂缝发育阶段、裂缝扩展阶段、最终成缝阶段。现场试验及工程应用表明:与常规光面爆破相比,采用聚能水压光面爆破技术时,周边眼间距增大,炮孔利用率提高约16.69%,半眼痕率增加约40.47%,最大超挖降低约49.88%,围岩平均峰值合振速降低约48.96%,有效保护了围岩稳定性,且爆破效果得到显著改善。     

聚能射流侵彻引爆薄壁弹试验研究

针对废旧弹药炸毁处理特点和当前炸毁方法不足,利用聚能效应原理,设计1种用于废旧危险弹药销毁的轴对称射流聚能引爆器,该装置呈圆柱体结构,主要由聚能体、起爆组件和壳体组成,一端开口,用于聚能射流形成与侵彻并在圆柱体前端设计了有利炸高,另一端用于固定起爆组件。聚能体由截锥形药型罩、高能炸药组成;起爆组件由雷管、导爆管组成;壳体材质为工程塑料。根据废旧弹药炸毁要求,介绍了聚能引爆器操作使用方法,利用该装置开展了某小口径薄壁弹丸销毁试验。销毁试验证明,该聚能引爆器可以有效销毁废旧危险弹药。     

壳体环向聚能致裂器的作用原理与应用研究

针对岩巷掘进等工程爆破中掏槽爆破效率低的问题,采用"先切后掏"的爆破技术,设计了一种壳体环向聚能致裂器。其结构特点是:直接利用弹壳材料作为聚能材料,在圆管形弹壳上设置多个聚能环,既减少装药量又能提高炸药能量利用率。装药起爆后,在轴向同时形成多排环向聚能射流,对周围岩石介质进行致裂,裂缝在爆生气体的径向准静态载荷作用下进一步扩展,形成交错的裂纹网。通过掏槽爆破模型试验对该致裂器的作用原理进行了验证,结果表明:掏槽爆破的炮孔利用率达到98%,能有效提高爆破效率和循环进尺,降低爆破成本。