水环境对水下钻孔爆破影响机制研究

为研究水下钻孔爆破中水环境对爆破效果的影响机制,以重庆新白沙沱长江特大桥3号墩基础水下爆破工程为例,对水下爆破钻孔爆破作用原理进行了分析,并使用ANSYS/LS-DYNA有限元程序分别对水下钻孔爆破与陆地钻孔爆破过程进行了数值仿真计算。在数值计算的基础上,结合爆破漏斗试验结果、冲击波特性和水介质固有特性,对陆地钻孔爆破和水下钻孔爆破的动力响应特征展开对比分析。研究表明:由于水环境的存在,水压的影响使水底界面附近的Mises等效应力小于同位置的陆地钻孔爆破处数值;在相同压力下,水下爆破漏斗体积均小于陆地爆破漏斗体积,在相同的药量条件下,水越深产生的爆破漏斗体积越小;同陆地钻孔爆破相比,水环境的存在会加快爆炸冲击波的衰减,从而削弱破岩效果。     

气泡帷幕对水下爆破冲击波的削弱作用研究

水下钻孔爆破工程中,爆破产生的水中冲击波对于周围环境有着巨大危害,对爆破区域内的重要保护对象采取相应的防护措施意义重大。为研究气泡帷幕技术对于水中冲击波的削弱作用,结合长江九朝段炸礁工程,通过LS-DYNA模拟软件建立了水下钻孔爆破模型,对比分析了气泡帷幕的不同设置距离对削弱作用效果的影响。研究结果表明:气泡帷幕对于水中冲击波的峰值压力和冲量均有明显的削减作用,各工况下水中冲击波峰值压力及冲量削减比例分别为22.4%~49.6%和12.1%~53.7%;当气泡帷幕距离被保护对象5 m时,其削弱效果最好。     

水下钻孔爆破水击波衰减规律及大坝动力响应特征分析

为研究青狮潭水库附近水下钻孔爆破施工对大坝的影响,采用多物理场仿真软件COMSOL模拟水下钻孔爆破作用过程,建立数值仿真计算模型,对水下钻孔爆破过程中水击波的传播衰减特征进行分析,同时分析水下钻孔爆破过程中地震波作用下水库大坝的动力响应特征。结果表明,在水下钻孔爆破产生的水击波和地震波协同作用下,水域中峰值振动速度随着爆心距增加而呈指数型衰减,水下钻孔爆破水击波的影响范围约200 m;大坝迎爆面底部的动应力响应和峰值应力最明显,振动速度达0.201 cm/s,峰值应力达0.013 MPa。研究结果可为评估水下钻孔爆破过程中水中建（构）筑物的稳定性提供数据支撑。     

三、气泡帷幕

隧洞进口明渠旱地开挖,因围堰进水不能继续施工,需转入水下开挖,这样完全改变了原来的施工条件。由于水库水位不断上涨,闸前水深已超过三十米,因此,在闸前近距离爆破开挖产生了严重的问题。即在水下爆破产生的强烈的冲击波压力作用下,如何保证闸门的     

丰满泄水洞岩塞爆破的震动冲击效应与水力特性

本文介绍了丰满泄水洞进口水下岩塞爆破的实际工程观测资料。该工程爆破规模大,爆源距主要建筑物近,首次采用开启闸门泄水集碴爆破方式。 文中提供了冲击震动方面的研究成果,包括地震波、水中冲击波及空气冲击波等爆破荷载的性质与变化规律,以及爆破荷载作用下水坝的动力反应与计算分析。给出了爆炸近区应力波的脉冲波形,对爆炸近区隧洞首部拱结构的受力特点及安全情况作了分析。文中还介绍了爆破水力学及试验模拟方法,确认忽略爆炸动力相似,按重力相似律进行模型设计是可行的。     

水下爆炸冲击荷载下混凝土重力坝的破坏效应

在相同炸药量下水下爆炸对混凝土重力坝的破坏效应强于空中爆炸,因此需重点关注水下爆炸冲击下的混凝土重力坝的毁伤机理。考虑爆炸作用下混凝土的高应变率效应、冲击波与结构的动态相互作用以及结构的非线性动态响应等复杂问题,基于Lagrangian-Eulerian全耦合方法建立水下爆炸混凝土重力坝耦合模型,对近坝水下爆炸冲击波传播特性进行分析,得到了水下爆炸冲击下混凝土重力坝的毁伤破坏过程及毁伤机理。研究表明,水下爆炸冲击荷载作用下混凝土重力坝的毁伤模式主要有爆炸成坑破坏、气穴冲切破坏、震塌拉伸破坏、冲击波冲切破坏、弯曲破坏和整体拉伸破坏。     

夏门海天码头港池增深炸礁爆破工程设计

通过工程实例介绍了水下钻孔爆破方法在码头港池增深炸礁爆破工程中的应用,分析评估爆破的安全可行性,采用气泡帷幕方法来防止水中冲击波对码头的影响,并进行具体的爆破和气泡帷幕设计。     

水下爆破防护新技术——“气泡帷幕”

在毛主席的无产阶级革命路线指引下,我所科技人员为解决我省某水电工程水下岩石开挖问题,在有关单位革委会的领导下,组成“三结合”试验小组进行深水爆破防护试验,经过半年多的反复试验,成功地运用了“气泡帷幕”防护新技术。 “气泡帷幕”法,是在水下建筑物与爆破点之间敷设一根或数根钢管(或塑料管),管的两侧钻有两排孔眼,工作时在管的一端或两端通入空气,大量的空气通过小孔逸出,就形成了一定厚度的水和气泡混合在一起的“气泡帷幕”。当水下爆破产生的冲击波到达“气泡帷幕”时,冲击波大部份的能量被气泡吸收而衰减,从而减少对水下建筑物的影响。采用此法,设备简单 容易操作 还可缩短工期     

近边界面的水下爆炸冲击波传播特性及气穴效应

炸药在水下起爆后,产生的冲击波在传播过程中将主要遇到两种边界面:自由水面和结构面边界,而这些边界面的存在将显著影响冲击波的传播特性。考虑冲击波与自由面及结构面的动态耦合相互作用,基于Lagrangian-Eulerian耦合算法,建立了近边界面水下爆炸全耦合模型,通过与已有文献的研究成果及经验公式进行对比,验证了数值模型的可靠性;对自由场、近自由面、近背空气结构面及近背水结构面水下爆炸的冲击波传播特性进行了系统的研究,探讨了不同边界面条件下的水下爆炸冲击波传播特性机制。研究表明,近边界面对水下爆炸冲击波传播特性具有重要的影响,近自由面和近背空气结构面水下爆炸均产生了气穴效应。     

厦门海天码头港池增深炸礁爆破工程设计

通过工程实例介绍了水下钻孔爆破方法在码头港池增深炸礁爆破工程中的应用,分析评估爆破的安全可行性,采用气泡帷幕方法来防止水中冲击波对码头的影响,并进行具体的爆破和气泡帷幕设计。     

考虑球面波效应的水下爆炸冲击因子

水工建筑物的安全防护关系着国防和民生安全,目前还缺少有效的指标评估水下爆炸冲击波对大坝等结构的作用。水下爆炸冲击波通常以球状向四周传波,本文推导了球面波作用下结构的总能量,由此建立了水下爆炸冲击因子衡量结构的振动与变形响应。针对正面挡水、背面临空的平板结构,分别开展了数值模拟及离心水下爆炸试验研究,通过数值模拟,验证了在相同冲击因子条件下,爆距的变化几乎不影响平板产生的应变能和动能。随后采用本文所得的冲击因子对离心水下爆炸试验结果进行整理,并与传统的比例距离、平面波冲击因子等指标的分析结果进行对比。本文所得的冲击因子可以统一描述近场和远场水下爆炸作用。     

潮流作用下桥墩局部冲刷规律研究

桥墩局部冲刷深度的可靠预测是保证桥梁安全运行的基础。我国对河流上的桥墩局部冲刷做过大量研究,但河口海湾及沿海地区跨海湾桥梁,往往水域宽阔,作用水流多为极其复杂的双向潮流,目前针对性的研究尚少。通过对钱塘江河口及杭州湾的嘉绍大桥、杭州湾大桥和金塘大桥在潮流作用下的桥墩局部冲刷开展水槽试验,研究了桥墩在潮流作用下的冲刷坑形态与冲刷过程,并对潮流作用下桥墩局部冲刷深度的主要影响因子进行了分析。     

浅谈潼南航电枢纽工程纵向围堰差异化爆破设计

潼南航电枢纽工程混凝土纵向围堰爆破区周边环境复杂,为了将大型复杂结构围堰安全爆破拆除,采取了差异化控制爆破技术,在确保安全的前提下,通过对不同部位主控目标进行分析,对渣块块径、落渣方向、破碎程度、飞石飞散距离、爆破振动、水上水下冲击波等项目进行了区别控制,有针对性地采取了不同的爆破方式和参数对围堰实施控制拆除,取得了较好的效果。     

空中和水下爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸效应对比分析

爆炸冲击波在不同物理属性介质中的传播特性存在较大差别,使得其对数值模拟网格尺寸的依赖性也不尽相同。采用Euler算法建立了不同当量、不同网格尺寸下自由场空中和水下爆炸的全耦合数值模型,通过数值解与经验公式计算值对比,对空中和水下不同比例爆炸距离处爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸效应及计算精度进行了对比研究。结果表明对于空中爆炸,比例爆炸距离较大处冲击波峰值超压的数值计算误差较小,而水下爆炸基本上与此相反;空中爆炸冲击波峰值的数值计算误差曲线以比例爆炸距离0.7 m/kg1/3为界,具有明显的"前陡后缓"特征,而水下爆炸的误差曲线整体上较为平缓。此外,文中提出可采用"炸药半径与网格尺寸之比"确定网格尺寸,通过具体算例证明了该方法对不同当量的空中爆炸和水下爆炸问题均具有较强的适用性。     

水下爆炸引起的混凝土坝危险性估计

由于水下爆炸强冲击作用,混凝土大坝将会产生一定程度的破坏。本文用经验公式计算了大计量炸药水下爆炸时作用在坝体上的冲击波压强,用ANSYS软件模拟了大坝作为弹性体在冲击波作用下的应力和应变场。从计算结果判断坝体在所有高程将可能贯穿性断裂。本文还对断裂后坝体运动作了定量估计。     

水下岩石开挖爆破技术

陆地水上岩石开挖爆破，已有成功经验及安全可靠的爆破火工器材．水下桥墩及坝基齿槽开挖，必须采用水下爆破技术所使用的火工器材，才能取得良好的爆破效果．白石水库坝基齿槽开挖，上、下游边坡要求预裂爆破．岩石为玄武质安山岩，坚固系数14～16．坝基齿槽开挖钻孔时，由于岩面高程低于地下水位，裂隙水无法排除，孔内全部积水，给爆破带来许多困难，拒爆现象时有发生．特别是预裂孔，孔多密集，预裂质量标准要求高，因个别孔拒爆，会产生边坡不规整的质量问题，即使采取补爆措施仍不能满足质量要求．在这种情况下，提出了水下岩石爆破的…     

多波速仪在辽宁省重点输水工程水下测量中的应用

水利水电工程施工中,涉及水下地形测绘较多,例如取水口水下原始地貌、水下岩坎开挖面、水下岩塞爆破等测量工作。水下测量方法较多,本文着重介绍了辽宁省重点输水工程取水口岩塞爆破后采用多波速仪法进行进水口形态、锁口段及岩塞体周圈爆破开挖面测量,对设备定位、测量过程、测量结果处理等进行了详细描述,为类似水下工程测量提供了一定的参考指导作用。     

二、水下爆炸对闸门的作用

第一部分 理论计算 为正确认识水下爆破时冲击波压力对闸门结构的作用及其变化规律、防止选择不适当的炸药用量,导致闸门结构遭受破坏,对距闸门R处的炸药爆炸所产生的最大压力,以及闸门结构所能承受的外力进     

水下岩塞爆破技术进展

引调水工程的水下进水口施工是一个工程难题,水下岩塞爆破是开挖水下进水口的一种特殊爆破技术。笔者收集整理了国内外多项水下岩塞爆破工程案例,结合刘家峡水电站排沙洞进水口大型岩塞在深水、厚覆盖复杂条件下爆破成功的案例,介绍了此项技术在勘测、设计、火工材料、爆破网络、炮孔检测等方面的应用。刘家峡水电站排沙洞进水口对水下岩塞爆破技术的成功应用,在爆破设计理念、爆破设计理论、计算分析和试验、发明专利等方面取得了多项成果,对水下岩塞爆破技术的应用和推广有较大的促进作用,可以为取水、引水、调水等工程的水下岩塞爆破工程提供参考借鉴。     

高坝大库上游库区爆破水力冲击危险性分析

高坝大库上游库区内水下爆炸作用于混凝土高坝上游将产生强烈冲击波,同时将影响坝体的稳定甚至造成溃坝。本文利用极限平衡状态法,定量分析了在上游库区水下爆炸作用下坝体的受力情况,并结合重力坝实例估算出坝体抵抗破坏的极限承载力,进而利用微分法优化了坝前冲击波的受力计算方法。研究结果表明：本文提出的计算方法能够较真实地反映坝前爆炸作用于混凝土高坝的受力情况。