不同因素影响下混凝土立柱爆破效果的模型试验研究

钢筋混凝土建（构）筑物爆破拆除过程中,混凝土立柱最终的破碎效果不仅与炸药单耗、孔网参数等有关,还与立柱的受力状态有关。为研究截面应力和单位面积炸药量对不同强度混凝土立柱破碎效果的影响,利用自主研制的力学试验系统进行了15组爆破试验,从碎块筛分和分形维数两方面分析爆破效果。结果表明:对于相同强度的试件,截面应力一定时,随着单位面积炸药量的增加,分形维数整体上不断递增;但单位面积炸药量超过0.18 kg/m²后,增势有所放缓,截面应力为2 MPa和4 MPa的立柱趋势变化最为明显。单位面积炸药量一定时,随着截面应力的增加,碎块分形维数不断增大,当单位面积炸药量小于0.15 kg/m²时,0~2 MPa之间的截面应力增加会对分形维数有一定的抑制作用;当单位面积炸药量大于0.15 kg/m²时,截面应力的增加对分形维数起到促进作用。可为拆除爆破中的参数设计及优化提供理论依据,达到了控制爆破危害、改善爆破效果的目的。     

基于光面爆破原理的隧道中心沟槽爆破方法

为了解决隧道中心沟槽爆破中往往存在超挖量大、开挖成型质量差等问题,以国家“十三五”重点工程——赣深高铁龙南隧道为工程背景,针对隧道中心沟槽爆破开挖存在的问题,在参考现有沟槽爆破设计的基础上,提出一种基于光面爆破原理的隧道中心沟槽爆破方法。并采用数值模拟与现场试验手段对其进行检验验证。研究结果表明,采用提出的隧道中心沟槽爆破方法,沟槽爆破开挖宽度方向总超挖量减少了60 cm左右,炸药单耗由之前的1.03 kg/m³降低到0.76 kg/m³,沟槽总体成型质量较好,取得了良好的应用效果。     

黄河冰坝爆破模拟试验研究

通过冰坝爆破自行溃决模拟试验,获得冰坝体爆破最佳位置与爆破规模的相关参数。研究结果表明:爆破部位为冰坝头部;爆破点置于河道中心线上,距坝头1/6坝体宽处;冰坝爆破所用单位体积炸药量q=65g/m³,药包应置于河道底部。所得研究成果可为类似工程提供参考。     

禹门口扩建泵站岩坎爆破拆除与安全控制

针对禹门口黄河提水工程中扩建泵站预留岩坎爆破拆除难度较大的情况,采用深孔爆破和预裂爆破相结合、高精度塑料导爆管雷管延时起爆的爆破技术,钻孔分角度布孔,岩坎分区单耗,爆破总药量3 633kg,总方量3 500m³;综合炸药单耗1.04kg/m3;综合炸药单耗1.04kg/m³,控制最大单响药量24kg。岩坎爆破从中部开口起爆,地表传爆雷管孔间、排间延时为17、25、65ms,保证每个炮孔按照延时起爆不重段,实现了精准爆破。采取严格周密的安全防护措施和振动监测,爆破过程中未见飞石和涌浪,各建筑物实测振速均小于安全标准,保障了一级泵站、扩建泵站、周围交通设施的安全。岩坎爆破拆除取得成功,爆破效应得以有效控制,设计参数和控制标准可供类似工程参考。     

八一广场建筑群成功爆破拆除

<正>南昌市八一广场待爆破拆除的建筑有新华书店楼及周边几幢楼房,总面积在2～3万m²。本次爆破采用延时起爆技术,整个爆破分为7响,被爆体共钻4000个炮孔,共用200kg炸药。2012年7月7日6时许,现场清理完毕,准备工作全部到位。6时26分顺利起爆,伴随着7声轰响,八一广场     

不同裂纹高度的三点弯曲梁动态焦散线实验

为了探究不同高度条形缺陷的梁构件动态裂纹扩展规律，在三点弯曲梁中设计高度分别为22 mm、28.5 mm、35 mm的条形缺陷，通过数字激光动态焦散线实验系统和落锤冲击试验系统进行研究。结果表明：不同高度条形缺陷的三点弯曲梁在落锤冲击实验中，裂纹扩展速度和应力强度因子受缺陷高度影响分两个阶段。第一阶段随着缺陷高度的增加，裂纹最大扩展速度分别为247.49 m/s、292.49 m/s与284.99 m/s,呈现先上升后趋于稳定的态势，起裂应力强度因子随着缺陷高度的增加而变大，分别为1.480 MPa/m^3/2、1.665 MPa/m^3/2、1.812 MPa/m^3/2;第二阶段随着缺陷高度的增加，裂纹起裂扩展速度逐步减小分别为634.42 m/s、524.97 m/s、377.67 m/s, K_Ⅰ型起裂应力强度因子逐步减小分别为3.281 MPa/m^3/2、3.192 MPa/m^3/2、2.876 MPa/m^3/2,K_Ⅱ     

义海木里露天煤矿冻土爆破实验研究

为确定适用于义海木里露天煤矿地区的冻土爆破参数,采用现场实验的方法,研究了钻孔设备的选择、炮孔防护方法、起爆器材和炸药的爆炸性能以及爆破参数之间的关系等。结果表明:钻孔设备宜选用阿特拉斯D9钻机或更先进的钻机;利用PVC管做防护器材,炮孔利用率提高20%以上;导爆管应提前泄压才能在高原环境下使用;采用药壶爆破实验评估炸药爆炸性能,结果显示乳化炸药的作功能力强于铵油炸药。得出适用于义海木里煤矿地区的冻土爆破参数:孔径为80¹20mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取(4120mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取(4⁵)m×(2.55)m×(2.5³.5)m,炸药单耗为0.283.5)m,炸药单耗为0.28⁰.3kg/m0.3kg/m³,底盘抵抗线不宜超过2.8m,采用斜线起爆网路。     

能耗控制视角下的MOPSO爆破参数优化研究

为探究露天矿山爆破工程调参与破碎能耗控制的相关性,结合大皇山凝灰岩矿的生产统计数据,提出砂石骨料加工破碎环节的能耗控制指标耗量比,建立耗量比与爆破参数多目标粒子群优化(MOPSO)模型,对耗量比与孔排距和炸药单耗及钻孔超深3个爆破参数的代理模型进行寻优,并结合修正Kuz-Ram模型对寻优结果的可靠性和以能耗指标作为爆破效果评价指标的合理性加以佐证。结果表明：在相对最佳耗量比指标下,细碎阶段耗量比指标是粗碎和中碎阶段的1.5倍左右;爆破参数中,孔排距取6.0 m×3.0 m,炸药单耗取0.35 kg/m³,超深根据实际情况在1.7～2.0 m间取值。与未经优化参数相比,寻优参数对应着更小的平均块度,为64 cm,说明较低的破碎能耗指标与良好的爆破效果存在着对应关系。     

黄柏山隧道光面爆破技术

在围岩条件允许情况下,大断面隧道采用全断面光面爆破技术开挖,可加快施工进度,提高施工效率。而进行全断面开挖时,爆破技术参数的合理性与否将直接决定着隧道爆破的效果。为改善爆破效果,针对赣深高铁黄柏山长大隧道工程地质条件与钻孔机械特点,提出了大断面隧道全断面开挖光面爆破技术方案,并通过工程类比和经验公式计算合理调整了原先的隧道钻爆参数。现场试验结果：隧道开挖断面轮廓较为平整,炸药单耗由试验前1.16 kg/m³降低到1.07 kg/m³,炮孔利用率从83.5%提高至91.2%,周边孔孔痕率由试验前的73.6%提高至87.4%,有效地提高了隧道开挖施工进度、降低了施工成本。     

基于动态规划的泵站水资源优化配置方法

在中国,特别是在干旱、半干旱区,灌区水资源合理分配问题存在较大的不确定性。利用两阶动态规划计算方法,对甘肃地区灌区的灌溉用水量进行最优配置,并对灌溉周期的灌溉用水进行研究。当灌溉设计保证率P为50%、75%、90%时,灌溉设计保证率下,当灌区面积为8120m³、10850m³、13170m³时,单位经济效益为0.8715元/m²、0.9132元/m²、0.9048元/m²。研究结果显示,增加灌溉用水对提高灌溉系统的整体经济效益是不利的,但在水资源紧缺、水价上涨的情况下,采用非充分灌溉更合理。     

露天矿山台阶爆破爆炸水雾降尘实验

通过露天矿山爆破现场降尘实验,研究了地表水袋爆炸水雾形成过程及布置参数。在总结前人研究的基础上,针对水袋直径、起爆药量、发泡剂浓度进行对比实验,利用高速摄像系统及分析软件分析水雾形成过程,获得了不同水袋直径下爆炸水雾的抛撒半径、最大高度、水平和竖直方向的水雾持续时间和初始速度及其变化规律,得出了对于直径?=300mm的水袋当比药量为q=0.55kg/m³、发泡剂浓度为E=5kg/m3、发泡剂浓度为E=5kg/m³时,爆炸水雾降尘效果最佳,对于直径?=200mm的水袋当比药量q=0.83kg/m3时,爆炸水雾降尘效果最佳,对于直径?=200mm的水袋当比药量q=0.83kg/m³、发泡剂浓度为E=5kg/m3、发泡剂浓度为E=5kg/m³时爆炸水雾降尘效果最佳。通过实例应用,发现地表水袋爆炸水雾在露天矿山台阶爆破中进行降尘效果明显,为地表水袋布置参数提供参考。     

基于TBM法的地铁大断面水压爆破技术

为了顺利完成地铁区间四线大断面爆破开挖,减小爆破作业对城市环境的影响,利用TBM导洞扩挖形成既有临空面,采用水压爆破施工技术,通过质点振速的理论计算与现场起爆试验结果,优化了爆破参数和起爆网路,进而降低了质点爆破振速,完成了区间大断面开挖,减小了爆破对周边环境的影响。结果表明:相比于常规爆破技术,本工程的水压爆破方案每循环节省了炸药39.91 kg,每循环进尺提高了0.35 m,大块率降低了53%,质点爆破振速下降了0.13 cm/s,粉尘浓度下降了36.6 mg/m³,经济与环境效益显著。     

玻璃钢及多层绝热材料真空放气速率试验研究

在低温储运时，由于真空夹层中材料的放气，夹层真空度会下降，热量从外界导入使得低温容器的蒸发率加大，低温液体损耗增加，真空寿命缩短。因此，对真空夹层中材料放气性能的研究非常重要。本文基于静态升压测量法，搭建了真空下材料放气率测试装置，进行了低温储罐用多层绝热材料和玻璃钢真空下放气速率测试研究，得到了多层绝热材料和D3848玻璃钢的单位面积放气速率分别为4.93×10^-8Pa·m³/(s·m²)和1.13×10^-7Pa·m³/(s·m²)，该结果可以为真空夹层吸附剂量的设计提供可靠依据。     

供风量对水下爆炸冲击波气泡帷幕消波效应的影响

为了减小水下爆破冲击波的危害,在某河道开展了气泡帷幕消减水下爆炸冲击波的现场试验。将300 g乳化炸药和2支PCB压力传感器同时悬吊在水面以下4.5 m深,乳化炸药位于中间,2支PCB传感器等距离位于两侧,且三者处于一条水平直线上,每支传感器与乳化炸药的水平距离为12 m。将气泡帷幕发生器置于其中1支传感器与炸药之间,与炸药水平距离为4 m。调节供风量产生相应的气泡帷幕,引爆炸药后测试两侧冲击波峰值压力,并计算有气泡帷幕一侧相比于无气泡帷幕一侧的冲击波压力下降幅度,对比分析了不同供风量形成的气泡帷幕对冲击波的消减效应。结果表明,供风量由0.938 m³/min增加到7.5 m³/min,冲击波峰压的消减幅度由77.507%增加到88.554%,供风量继续增加到29.1 m³/min,冲击波峰压的消减幅度缓慢增加到90.102%。可见,气泡帷幕对水下冲击波的消波效果随着供风量的增加而增加,但综合考虑电能消耗和消波效果,在本试验条件下供风量7.5 m³/min最为可取。     

医院建筑给排水系统碳排放量化分析

本文通过构建医院给排水系统碳排放模型并模拟计算,得出医院给排水系统在运行阶段的单位建筑面积二氧化碳排放量为18.49kg/(m²·a),其中占比最大的为生活热水系统。增大太阳能的敷设面积,并采用空气源热泵机组替代传统热源,可有效减小系统的碳排放量。     

工业炸药硝酸铵溶液储罐的火灾爆炸指数

为探讨工业炸药硝酸铵溶液储罐安全措施的有效性,运用道化学火灾爆炸危险指数法对工业炸药生产用硝酸铵溶液储罐进行分析,得到了其补偿前、后的火灾爆炸指数、暴露半径、暴露区域面积、危险等级等参数。分析表明:在安全措施补偿前,硝酸铵溶液储罐的火灾爆炸指数为176.90,暴露半径为45.29 m,暴露区域面积为6 440.72 m²,危险等级为非常大;在采用工艺控制、危险物质隔离及消防设施等补偿控制措施后,火灾爆炸指数降至84.91,暴露半径降至21.74 m,暴露区域面积降至1 484.05 m²,危险等级降至较轻。证明目前采取的安全措施是有效的、可行的。     

单基发射药孤石爆破特性实验研究

为研究单基发射药孤石爆破特性,利用直径和高度均为50 cm的水泥砂浆试块模拟孤石,开展了0.05～0.25 kg/m³单耗的单基发射药和乳化炸药孤石爆破实验,统计并分析了单基发射药和乳化炸药爆破试块的块度分布、破碎能及能量利用率随单耗的变化规律。结果表明：乳化炸药爆破孤石的最大块度随单耗的增加,但能量利用率变化不大。结合高速摄影观察对比单基发射药和乳化炸药爆破孤石的表面裂纹分布与扩展结果,发现单基发射药破岩模式与乳化炸药存在显著差异,其破岩模式是通过在炮孔内快速燃烧产生的高压气体使试块发生轴向和环向的拉伸破坏,而当试块完全开裂后剩余的发射药不再提供破岩能量。     

PAN基碳纤维复合混凝土的制备及氯离子渗透性的影响

以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为无机填料，制备了PAN基碳纤维复合混凝土，研究了PAN基碳纤维掺量对混凝土力学性能、耐磨性能、抗冻性能等的影响。结果表明，PAN基碳纤维的添加加速了水化反应的进行，减少了混凝土结构中的孔隙数量，提高了混凝土的密实度。复合混凝土的抗压强度和抗折强度随PAN基碳纤维掺杂量的增大而先增大后减小，养护28 d,当PAN基碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时，抗压强度和抗折强度达到最大值，分别为50.73和5.58 MPa,这是由于PAN基碳纤维的添加使砂浆与集料之间的结合强度增加所致。养护28 d,当PAN基碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时，复合混凝土的单位面积磨损量最小为0.95 kg/m²,单位面积磨损量降低率最大为55.81%,冻融循环100次时质量损失率最低为1.14%,相对动弹性模量最高达95.03%,复合混凝土的氯离子扩散系数最低为8.1×10^-8 cm/s,具有优异的抗冻性能和抗氯离子侵蚀能力。     

双聚能槽药柱的研究与应用

对中国专利产品"双聚能槽药柱"爆炸效果研究时发现,它会聚集炸药爆炸后的成缝能量并使炸药爆速变小,在采用专用对中装置后可确保聚能射流能够沿着预裂(光爆)面发挥气刃作用。这样爆破应力波作用、高压气体的膨胀作用、聚能射流的气刃作用在岩体形成裂缝的瞬间能够更完美地相互作用,从而完成了将预裂(光面)爆破和聚能爆破机理的完全结合,实现了"双聚能预裂与光面爆破综合技术"的生产性应用并获中国发明专利,数值模拟研究及模拟试验也得出了与之吻合的结论。该项专利技术可以减少造孔工作量、单位面积装药量、能源消耗50%⁶5%,可节约成本50%65%,可节约成本50%⁵5%,同时还可大大减小爆破对保留岩体的危害作用和增强岩石边坡的稳定性,因此加快了施工进度和提高了施工质量,推广该项技术无疑会创造极大的经济效益和社会效益。     

露天矿采空区深孔台阶爆破的合理参数确定

为了减少安家岭露天矿爆破成本和提高爆破效果,用LS-DYNA软件模拟真实的现场环境和爆破过程,探讨并获得了30 m高度台阶的合理炮孔顶部充填长度和炸药单耗量。结果表明:在炮孔充填长度分别为7 m、7.5 m、8 m、8.5 m和9 m时,通过比较岩石最不利破碎点Y方向上拉应力与抗拉强度的大小,得出炮孔充填长度合理区间为8~8.5 m;在炸药单耗分别为0.45 kg/m3、0.50 kg/m3、0.55 kg/m3和0.60 kg/m3时,通过比较台阶坡底自由面处、两炮孔中心线延线距自由面0.5 m处和Y方向上相同高度台阶坡面处的拉应力与抗拉强的大小,得出合理的炸药单耗量为0.55 kg/m3。