爆炸冲击波在不同介质中传播衰减规律的数值模拟

摘要：采用 ANSYS/LS-DYNA软件对冲击波在水、土、混凝土中的衰减规律进行了模拟研究,由计算得到的压力和能量的曲线,通过分析表明波阻抗对冲击波的初始峰值大小有很大的影响;土中冲击波的持续时间最长,混凝土中冲击波衰减较快;验证了冲击波速和波强度有关,波的强度越大,波速越高;能量的大小和介质的可压缩性有关,土中能量最大,水中能量最小。     

爆炸冲击波绕过墙体的数值模拟研究

利用ALE算法和炸药爆轰产物的JWL状态方程,对空气冲击波绕过墙体的环流现象进行了数值模拟,得到了在爆源周围有障碍物的爆炸场初始发展和绕过墙体环流的情况,分析了空气冲击波的绕流规律。试验结果与数值模拟基本相符,反映了爆炸波绕过防爆墙的详细过程。通过对数值模拟和试验结果的分析,得到了爆炸波绕流的内在机理,为防爆墙的设计与加固提供依据和参考。     

爆炸冲击波绕过墙体的数值模拟研究

利用ALE算法和炸药爆轰产物的JWL状态方程,对空气冲击波绕过墙体的环流现象进行了数值模拟,得到了在爆源周围有障碍物的爆炸场初始发展和绕过墙体环流的情况,分析了空气冲击波的绕流规律。试验结果与数值模拟基本相符,反映了爆炸波绕过防爆墙的详细过程。通过对数值模拟和试验结果的分析,得到了爆炸波绕流的内在机理,为防爆墙的设计与加固提供依据和参考。     

土介质挡墙对爆炸冲击波衰减规律研究

为了研究土介质对爆炸冲击波的衰减作用,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对含土介质密闭容器内炸药爆炸进行了数值模拟.采用SPH-FEM耦合算法建立不同厚度(15、18、21、24、27、30 cm)、不同距离(10、20、30、40、50、60 cm)工况下的计算模型,对比分析了容器内空气冲击波峰值压力、到达时间...     

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。     

爆炸冲击波作用下玻璃材料动态响应数值模拟研究

采用ANSYS/LS-DYNA对玻璃材料在爆炸冲击作用下的动态响应和破坏进行了数值模拟研究,并应用空气中爆炸冲击波经验公式进行了相应计算分析,对比结果表明,数值模拟结果和理论公式计算结果相差10%左右。分析了不同炸药药量作用下玻璃的破坏特征,分析结果表明:在炸药药量较小情况下玻璃碎而不破,炸药药量增加到一定程度时,玻璃在冲击波作用下迅速破碎,碎片具有较大的初始的动能。研究结果对玻璃的抗爆设计可提供一定的参考。     

爆炸冲击波在复杂坑道内传播规律的数值研究

研究二维爆炸流场中空气冲击波在复杂坑道内传播的机制.对多物质流采用Euler方法和NND格式,对爆轰产物采用JWL状态方程;自行编制二维爆炸模拟计算程序.试验结果与数值模拟基本相符,反映了爆炸冲击波在坑道内传播的详细过程.结果表明:采用穿廊式出入口,可以削弱进入坑道内55%的空气冲击波强度;采用穿廊加扩散室可以削弱进入坑道75%的冲击波强度.     

岩石中爆炸冲击波能量分布规律初探

本文就冲击波能量主要消耗在爆腔扩胀,形成裂隙和引起岩石弹性变形上讨论。首先分析了冲击波作用岩石变形和破坏的特点,在此基础上探讨了炮孔柱状装药爆破时冲击波能量的分布规律以及各部分能量消耗量的求算方法。     

水下爆炸冲击波的数值模拟与试验研究

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对小当量TNT炸药在无限水域内爆炸进行数值模拟,并将数值计算结果与实验室内实测数据以及传统的经验公式计算结果进行对比。分析发现:用传统的经验公式计算小当量TNT炸药在水下爆炸时的爆炸冲击波压力峰值,与实测值相比存在较大误差;运用有限元显式动力分析方法计算得到的水下爆炸冲击波压力峰值与实测值相吻合,并且水下爆炸冲击波波形相近。对数值计算值进行拟合得到水下爆炸冲击波压力峰值的计算公式,可以对同等条件下的水下爆炸试验进行估算。     

挡墙对爆炸冲击波传播影响的数值模拟

基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,采用有限元软件AutoDyn,对TNT 炸药地面起爆后,爆炸冲击波遇到挡墙时的传播规律进行了三维数值模拟。分析了炸药在自由空气中,刚性地面上,沙土地面上起爆情况下,对不同方向超压分布的影响,研究了当冲击波遇到挡墙时其迎爆面的超压和比冲量分布及冲击波绕射之后挡墙后方的超压和比冲量分布规律。分析结果表明:炸药起爆环境对冲击波超压有明显的影响,其影响程度随方向而定。爆炸冲击波遇到混凝土挡墙后将产生约2 倍于入射压力的反射超压;在比距离较小时,挡墙迎爆面的最大压力和比冲量均出现在挡墙底部。爆炸冲击波绕过挡墙之后将会发生环流汇聚现象,并且在冲击波相互碰撞下汇合处的超压较大。     

水下钻孔爆破水中冲击波试验研究

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;分析了水下钻孔爆破水中冲击波的特性和传播衰减规律,并给出了水中冲击波的半理论半经验公式,验证并总结出部分相关结论,为进一步的研究积累了经验。     

爆破地震波传播过程中衰减参数的确定

通过分析不同爆心距处典型单孔爆震实测波形,提出了确定爆破地震波中Ｐ波、Ｓ波及Ｒａｙｌｅｉｇｈ波在岩体中传播时的衰减参数的方法。     

爆破地震波传播过程中衰减参数的确定

通过分析不同爆心距处典型单孔爆震实测波形，提出了确定爆破地震波中Ｐ波、Ｓ波及Ｒａｙｌｅｉｇｈ波在岩体中传播时的衰减参数的方法。     

爆破地震波在岩石介质中传播特性与数值计算研究

通过从不同角度对大量的深孔爆破地震动测试数据的分析 ,得到了岩石中爆破地震波传播的频率、幅值和持续时间等主要参数的变化规律以及它们的影响因素 ,并通过二元回归法 ,拟合出计算爆破地震波加速度幅值的经验公式。在此基础上 ,建立了爆破地震波传播过程的计算模型 ,编制了有限元计算程序。数值模拟仅考虑弹性区域 ,爆炸波对岩石介质的作用经粉碎区、破裂区衰减后成为输入荷载。计算结果与实测结果基本相符 ,证明该模型与方法可用于一般岩石介质中爆破地震波传播的数值模拟。研究结果为深孔爆破地震控制措施的制订提供了依据 ,对其它类似问题的研究也有一定的参考作用     

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。     

爆破地震波对桩井护壁影响的数值模拟

针对桩基钻爆法开挖施工中护壁受振破坏的问题,利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件模拟了1.0m小直径桩井爆破时,爆破地震波对桩井护壁的作用过程及其影响规律。结果表明:1.0m小直径桩井在爆破地震波作用下,不同最大起爆段药量下桩井护壁混凝土的动态响应规律相似,振动强度随药量减小而相应减小,有效应力最大值靠近井口部位,质点振速峰值最大值靠近井口部位,因此靠近井口部分为危险区。     

水下钻孔爆破的数值模拟

利用LS-DYNA对水下钻孔爆破岩石破碎过程进行了数值模拟,根据不同厚度水层覆盖条件下的爆破物理图像,结合岩石内3个单元的应力变化时程曲线,对起爆后10ms内岩石中的应力变化进行了分析;并根据岩石中裂隙的形成和发展情况,对爆破动载作用下水下岩石的破坏情况进行了相应的理论分析。模拟结果可应用于水下钻孔爆破的参数设计。     

基于能量的爆破地震波衰减公式

探讨了爆破地震波能量的计算方法,建立了爆破地震波能量的衰减公式,分别采用η和β表示炸药能量转换为地震波能量的百分比和传播介质的衰减系数,通过能量转换百分比的对比,能够分析各个爆源因素对地震波能量的影响。并结合工程实例进行了验证分析。结果表明:采用爆破地震波能量的衰减公式进行拟合分析的线性相关性比萨道夫斯基公式高,说明了采用爆破地震波能量的衰减公式对地震波强度进行预报是可行的;通过遵义市新浦新区洪水台场平工程北、南两区爆破地震波能量衰减公式中η值的对比分析表明总药量和炮孔数不仅对爆破后地震波的初始总能量有影响,还对地震波初始总能量的转换率有影响。