理论研究与科学实验

  • 高地应力岩石双孔爆破损伤演化研究

    王海亮;高尚;张海义;

    为探究地应力和侧压力系数对爆破损伤范围及损伤分布的影响,基于RHT本构建立双孔爆破模型,运用LS-DYNA软件对不同地应力水平下的岩石爆破进行了数值模拟,对裂隙的扩展、贯通过程进行了分析,研究了高地应力对爆破损伤演化的影响。研究表明:裂隙区比粉碎区对地应力的变化更敏感,地应力对裂隙区的发育特别是主裂隙的扩展起抑制作用;随着静水地应力的增加,粉碎区和裂隙区范围、主裂隙长度逐渐减小,岩石破碎和裂隙贯通愈发困难;非静水应力下,最大主应力对裂隙扩展具有导向作用,侧压力系数越大,岩石损伤各向异性越明显;根据高地应力岩石损伤特性提出了爆破优化措施。

    2022年02期 v.28;No.126 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K]
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  • 爆破振动作用下高层建筑振速变化规律研究

    雷振;李卓;雷兴海;游帅;贺路;黄聪;

    为了控制露天爆破对城市高层建筑物带来的爆破振动影响,对建筑物进行爆破振动测试及地震数值模拟试验,基于测试与试验结果分析建筑物的三向质点峰值振速,研究爆破作用下高层建筑质点峰值振速的传播规律。研究结果表明:建筑物高度的增加对三向质点峰值振速产生了高程放大效应,其中垂直方向峰值振速放大效应最为明显,放大倍数为2.75~3.8倍;在爆破工程的设计和施工中,高层建筑物振速是否超出标准应根据振动波的垂直方向峰值振速进行判定;质点峰值振速具有明显的传播规律,受单段药量、质点高程、爆心距共同影响;将数值模拟结果与现场测试的结果对比,两者较吻合,采用ANSYS对爆破振动作用下高层建筑的峰值振动速度进行数值模拟研究准确性较高。

    2022年02期 v.28;No.126 7-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1034K]
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  • 冲击载荷下石灰石力学特性与能耗规律研究

    张亚宾;周建;艾蕊;谭志远;

    为了研究三友露天石灰石矿在开采过程中爆破引发的冲击载荷对于矿石力学特性的影响与破碎时能量的变化规律,采用SHPB实验系统对石灰石进行不同冲压气压下的冲击加载实验,分析了石灰石的动态强度及能量变化规律反映岩石内部裂纹的产生发育过程。经研究结果表明,应变率为26.25 s~(-1)时,岩石的动态抗压强度80.67 MPa,应变率增加至34.30 s~(-1)时,岩石的动态抗压强度98.00 MPa;动态抗压强度随应变率增加呈现出指数增加的趋势,且存在一个应变率分界值,在应变率小于29.00 s~(-1)时,石灰石的动态抗压强度增长缓慢,在当应变率大于29.00 s~(-1)时,石灰石的动态抗压强度快速增加;随着入射能的增加,吸收能与其成线性增加趋势,透射能与其成二次函数增加趋势;随着应变率的增加,岩石单位体积吸收能从0.24 J/cm~3增加到0.63 J/cm~3,表明岩石在高应变率下破坏耗能更大。

    2022年02期 v.28;No.126 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 885K]
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  • 油相对乳化炸药耐低温性能的影响研究

    吴红波;沈占军;张续;杨柳;高郁凯;

    为了研究油相材料分子结构对乳化炸药耐低温性能的影响,利用核磁共振仪对几种油相材料进行核磁氢谱分析,并制成乳化炸药。结合甲醛法、电导率实验对冷冻后的乳化炸药进行析晶率测定。实验结果表明:含有较多苯环结构的油相材料制备成的乳化炸药经过冷冻后其析晶率较低,低温下储存时间更长。苯环中的碳原子以SP~2形式杂化,其中的大π键形成共轭体系,电子云平均化,使体系能量降低,整体结构更加稳定。采用含苯环结构的油相材料制备乳化炸药可以有效提升其耐低温性能。

    2022年02期 v.28;No.126 21-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 921K]
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  • 纤维混凝土衬砌抗震性能模型试验研究

    苗杰;王飞朋;

    为提高跨非活动断层隧道的震时结构安全性,依托某隧道断层段工程,对纤维混凝土衬砌的抗震性能进行了振动台模型试验研究。研究结果表明:采用纤维混凝土衬砌后,支护结构的强度和韧性得到提高,钢纤维混凝土衬砌的抗震效果略优于钢-玄武岩混杂纤维混凝土衬砌;破碎带段隧道衬砌地震动峰值加速度放大系数及接触应力峰值分别增大10%~15%和35%~40%,纵向应变峰值减少30%~40%,抗震提升效果30%~35%;上下盘隧道衬砌地震动峰值加速度放大系数及接触应力峰值分别增大5%~10%和20%~30%,纵向应变峰值减少20%~30%,抗震提升效果20%~30%。研究成果可为高烈度山区隧道跨越非活动带断层抗震性能的提高提供参考。

    2022年02期 v.28;No.126 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1211K]
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  • 近距离爆破作用下既有衬砌动力响应数值分析

    王伟;江鸿;袁青;杨林;陈培帅;

    为研究既有衬砌结构对近距离在建隧道爆破的动力响应规律,确保既有隧道结构的安全,依托某三车道大断面扩建隧道工程,采用现场测试与数值模拟方法对既有衬砌结构的振速及应力响应进行分析。结果表明:现场测试与数值模拟合振速曲线基本吻合,振速峰值相对误差仅为4.37%,数值模拟能准确揭示现场爆破的振动响应;爆破荷载作用下既有衬砌迎爆侧峰值振速明显大于背爆侧,约为其4~7倍,最大峰值振速主要集中在迎爆侧边墙位置,且主要以水平径向振速为主;迎爆侧边墙位置振速随着爆心距的增大而减小,距离爆破中心断面(1~2)D范围内各向振速存在较大差异;既有衬砌应力与振速分布规律基本一致,建立了两者之间的线性拟合关系,确定既有衬砌的安全振速阈值为9.87 cm/s。

    2022年02期 v.28;No.126 33-38+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K]
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  • 有机玻璃—空气隔层结构对水下爆炸能量输出的影响

    张军;汪泉;汤有富;李志敏;李瑞;

    为探究空气隔层对水下爆炸能量输出的影响,自行设计了不同尺寸的有机玻璃-空气隔层结构,以雷管作为爆炸源,进行水下爆炸实验,获得了不同测试距离处水下冲击波及气泡脉动参数。结果表明,有机玻璃-空气隔层作用下,0.3 m处冲击波峰值压力衰减49.57%~75.93%,0.5 m处衰减59.36%~75.09%,且随着空气隔层尺寸的增大,衰减效果逐渐增强;水下爆炸冲量明显降低,0.3 m处衰减64.48%~82.99%,0.5 m处衰减50.75%~73.68%;第1次气泡脉动压力于冲击波峰值压力的占比明显下降,0.3 m处由20%~32.9%降为3.9%~6.5%,0.5 m处由15.2%~28%降为6.4%~7.7%。此外,随着空气隔层尺寸增大,气泡脉动周期增加,比冲击波能占总能量比重明显减小,0.3 m处由40.98%~37.85%降为13.89%~1.64%,0.5 m处由37.46%~26.37%降为13.33%~2.55%;比气泡能衰减效果减弱,空气隔层尺寸为φ40 mm,φ80 mm时,比气泡能衰减11.6%~17.9%,空气隔层尺寸为φ120 mm,φ160 mm时,比气泡能增长10.9%~41.4%。实验结果对于水下爆破危害防护具有一定的参考价值。

    2022年02期 v.28;No.126 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K]
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岩土爆破

  • 智能台阶爆破的基本框架及未来发展

    李萍丰;谢守冬;张兵兵;赵建宇;

    针对党和国家发展战略及爆破行业发展要求,提出了智能台阶爆破定义,分析了智能台阶爆破层次间关系、建设原则和分期建设的智能台阶爆破系统,即:台阶爆破爆区三维建模、智能爆破设计、智能仿真、智能钻机、智能装药、智能填塞、爆破网路无线连接、遥控起爆、智能爆破安全管理、智能爆破辅助警戒系统、智能爆破效果评价,规划了各个系统的重点建设内容及项目构成、实现途径和分期目标。组建全国智能爆破技术研究组织、确立智能台阶爆破框架、建立智能台阶爆破技术标准体系和验收标准体系、建设智能化示范台阶爆破场景等是突破技术瓶颈的主要方法,为智能台阶爆破发展提供了建议,对促进爆破行业的本质安全、高质量和可持续发展具有借鉴意义。

    2022年02期 v.28;No.126 46-53+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
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  • 大断面隧道爆破减孔布设方法研究

    娄乾星;陶铁军;田兴朝;朱海明;张林;郑仕跃;

    为解决大断面隧道钻爆法施工中钻孔数量大导致的钻孔成本高、施工进度慢的难题,提出了大断面隧道爆破减孔布设的新理论、新方法,将掏槽孔布置位置最大限度“向外推”,为辅助孔和解炮孔提供双向临空面,从而实现中间岩体宽孔距减孔布设,以雷榕高速公路白竹山隧道为工程依托,开展了现场爆破试验。试验结果表明:通过掏槽孔适当外推,中间岩体减孔布设,每循环钻孔数量可减少23个,节约钻孔时间0.6 h,全线59 km隧道将节约打孔时间约8 850 h;减孔布设后,超挖厚度控制在15 cm以内,喷混超耗率控制在90%以内,爆破效果良好。

    2022年02期 v.28;No.126 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K]
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  • 大规模深孔控制爆破起爆网路技术

    杨琳;付天杰;郭华杰;

    针对深圳安托山大规模深孔台阶爆破存在的大块率、爆破振动较高、噪声和飞石等问题进行了分析,在雷管段别有限的情况下,采用分区接力起爆网路和多排毫秒延时起爆网路,结合爆破振动监测,进行了多次爆破试验,从孔外多段接力的角度出发,优化了孔间、排间雷管延时时间,并合理选择分区接力起爆网路中首爆区及接力区的雷管段别,保证了起爆网路的安全可靠,达到了控制爆破有害效应的目的,可为类似大规模爆破提供借鉴。

    2022年02期 v.28;No.126 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
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  • 数值模拟在基岩负挖爆破振动效应研究中的应用

    李荣鹏;张超琦;蒋迪;隋春光;

    为了研究核电厂基岩负挖爆破的振动效应,采用数值模拟并结合地勘参数应用简化的弹塑性模型模拟基岩。首先对模型中炸药网格、基岩水平和竖向网格尺寸以及岩体切线模量做了敏感性分析,选取了合适参数。最终计算了爆破导致的远场地表振动速度,并与现场实验数据相比较。结果表明:采用弹塑性模型可以模拟爆炸导致的基岩表面应力波自内向外的传播过程;数值模拟可体现地表最大速度随距离增加而指数型衰减的规律,与实测数据相比符合良好,满足工程预测评估的需求。

    2022年02期 v.28;No.126 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K]
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  • 复杂环境下岩溶强发育区基坑爆破技术

    贺婷;

    针对复杂环境条件下待爆基坑存在岩溶强发育区导致施工安全风险高的问题,依托广州白云站基坑爆破工程,通过采用小孔径、小药卷、小进尺、多循环的“三小一多”松动浅孔台阶控制爆破施工方法、岩溶地质钻孔成孔技术、溶洞区装药技术、控制起爆及安全防护等成套关键技术和优化的爆破参数,解决了复杂环境下岩溶强发育区基坑爆破施工存在的技术与管理难题;特别是通过采取近体防护、隔离防护等技术措施对爆破飞石进行控制,采取弱松动、延时起爆、预裂爆破等技术对爆破振动进行控制,均取得了良好的爆破效果,未对周边环境及重要保护设施带来任何危害,该基坑爆破技术适应性较强,可为类似爆破工程提供施工经验。

    2022年02期 v.28;No.126 78-83+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
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拆除爆破

  • 复杂环境下180 m高烟囱定向拆除爆破

    杨辉;袁翊硕;柴亚博;罗宁;董纪伟;

    为成功拆除复杂环境下180 m高钢筋凝土烟囱,根据烟囱周边环境及其工程结构,对工程重点、难点进行仔细分析,结合数值模拟结果最终确定定向倒塌爆破方案。通过分析烟囱筒体结构及其具体尺寸设计爆破切口参数,同时采用孔内延时、孔外接力的复式闭合双回路起爆技术,并且通过铺设缓冲层减缓筒体直接冲击地面的速度,减小倒塌烟囱触地振动效应。结果表明:总体爆破方案的爆破具体参数选取合理,拆除爆破达到预期效果,爆破振动未对周边保护目标造成影响;运用数值模拟计算得出烟囱顶端节点位移及速度规律,烟囱按设计方向顺利完成倒塌,与模拟倒塌结果基本一致。本次采用数值模拟对拆除爆破方案进行指导设计,可为类似工程提供参考。

    2022年02期 v.28;No.126 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1563K]
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  • 73 m高三角形框架剪力墙水塔定向拆除爆破

    姬震西;夏春鹏;李涛;

    为了顺利完成复杂环境下73 m高三角形钢筋混凝土水塔拆除爆破,基于三角形水塔结构的特殊性和施工难点分析,采用预处理技术将水塔结构简化成框架架构。通过精确爆破参数、严密组织施工,完成了待爆破三角形水塔楼的拆除。结果表明:爆破振动速度和塌落振动速度都在安全允许范围之内;同时采取近体防护、主动防护、开挖减振沟、触地面预处理等防护措施,使得飞石防护和减振取得良好的效果,可为类似工程提供借鉴经验和参考价值。

    2022年02期 v.28;No.126 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
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爆破器材与装备

  • 深水压力下乳化炸药的气泡脉动周期

    张海涛;刘磊;王远;

    为了研究深水压力下乳化炸药的气泡脉动规律,通过可调节深水压力大小的水下爆炸测试系统,研究乳化炸药在3、5、7 g和0.0、0.1、0.3、05、0.7 MPa下的气泡脉动周期变化规律。首先利用测试系统开展8号雷管的气泡脉动规律研究,对比得出实验测量值与经典公式计算值的平均误差分别为3.5%和1.106%,证明了研制的系统可用于测试深水压力下雷管(炸药)脉动气泡周期。对比深水压力下乳化炸药气泡脉动周期实验测量值与理论值,得出误差方差最大为20.16,最小为11.276,表明经典理论公式并不适用于计算乳化炸药的气泡脉动周期。对乳化炸药在不同爆炸深度下的气泡脉动进行数据处理,得到了气泡脉动周期T和药量m与压力p之间的关系,并通过实验验证理论计算与实测值的误差,5 g与7 g药量下平均误差分别为0.71%和-0.51%。

    2022年02期 v.28;No.126 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K]
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  • 油相配比对现场混装乳胶基质黏度及爆轰参数的影响

    魏国;刘锋;吴攀宇;王锡东;

    为探究不同油相配比对现场混装乳胶基质黏度及爆轰参数的影响,通过光学显微镜、激光粒度仪、数字黏度计观察测量了6种乳胶基质样品的微观结构、内相液滴粒径、黏度,采用B-W法计算6种样品的爆热、爆容、爆速。研究结果表明,在其他组分确定情况下,使用质量分数为1.5%的柴油,4%的机油制备的5~#乳胶基质在35~50℃时黏度在2.5×10~5~3.0×10~5 mPa·s,符合现场混装要求且理论爆轰参数最佳;内相液滴直径越小、均匀,乳胶基质黏度越大;1~#~6~#样品的理论爆热、爆速、爆容随着机油占比的增多而增大。

    2022年02期 v.28;No.126 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K]
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  • 低爆速多孔粒状铵油炸药的实验研究

    武轩;郭占江;闫海勇;王建英;

    为了提高黑岱沟露天矿煤层的块煤率,在多孔粒状铵油炸药中分别添加了珍珠岩、火山岩、陶粒滤料3种惰性物质,以调节炸药的密度和爆速。测试了惰性物质的吸油率、添加不同质量比的惰性物质后炸药的密度及爆速,并计算相应的波阻抗,从爆轰稳定性、吸油率、环保和成本4个方面分析了添加不同惰性物质的优缺点。结果表明,陶粒滤料是最佳添加物,最佳配比为(陶粒滤料∶多孔粒状硝酸铵∶柴油)40?54.5?5.5,此时爆速为1 631 m/s,波阻抗为1.58×10~6 kg/m~2·s,与煤台阶的波阻抗1.1×10~6 kg/m~2·s相匹配。

    2022年02期 v.28;No.126 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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爆破监测与安全

  • Mo、Cu滤光片对炸药示踪元素特征X射线的激发效果

    李鹏;王尹军;银燚海;鲁皖;吴红波;

    为提高炸药示踪元素特征X射线的激发效果,采用了几种滤光片放置于X光管原级X射线出射端口,比对测试了对炸药示踪元素特征X射线激发效果的影响。结果表明:采用Cu片、Mo片作为滤光片,都有利于炸药示踪元素特征X射线的激发;在单独使用时,Mo片对炸药示踪元素特征X射线的激发效果优于Cu片;在Cu片和Mo片组合使用时,0.5 mm厚的Cu片与0.1 mm厚的Mo片(原级X射线先穿过Cu片再穿过Mo片)组合激发效果最好。

    2022年02期 v.28;No.126 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K]
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  • 基于AHP和正态分布的高程爆破振动评价与预测

    黄聪;雷振;韦善阳;高正华;雷兴海;

    为了研究高程差在爆破振动速度传播中的影响权重和提高控制爆破振动强度的可靠度,采用层次分析法分析高程差对爆破振动速度传播的影响权重;根据现场实测数据,进行多元回归拟合,得出经验公式中K、α、β值;结合正态分布对露天台阶爆破临近建筑物进行爆破振动评价和安全药量预测。结果表明:高程差对爆破振动速度传播的影响权重为18.39%;便可正态分布对爆心距为90 m、高程差为5 m的临近建筑物进行安全药量预测,其结果相比于经验公式,单段安全炸药量减少了21.32 kg,且建筑物得到保护的概率增加了约45%。所以,在非平坦环境下对爆破振动速度评价和预测时应考虑高程差的影响,且应用正态分布对爆破振动进行评估的结果比量纲分析方法推导出的经验公式更加可靠。

    2022年02期 v.28;No.126 121-127+134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K]
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  • 工业电子雷管在小断面隧道中的应用效果分析

    金小淳;马志刚;杨波;张勤彬;

    为了分析工业电子雷管在小断面隧道应用过程中出现拒爆、盲炮、爆破效果差等原因,通过对人的因素、雷管特点、隧道地质条件以及孔网参数等因素进行对比,采用理论分析及现场爆破振动测试试验得出了孔网参数不合理的关键要素,改进后的孔网参数可大大减小爆破振动对后爆炮孔的影响,提出了在小断面隧道中应用10 ms孔间间隔对称逐孔起爆技术,达到了错峰减振效果,可有效的解决电子雷管拒爆、盲炮及爆破效果差的问题现状,对类似工程有一定参考价值。

    2022年02期 v.28;No.126 128-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K]
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征稿简则

  • 《工程爆破》征稿简则

    <正>一、期刊简介《工程爆破》(ISSN 1006-7051;CN 11-3675/TD)(双月刊)1995年创刊,由汪旭光院士担任总编辑和编委会主任委员,由谢先启院士、杨仁树和卢文波教授担任编委会副主任委员,由中国爆破行业协会主办、中国有色金属工业协会主管,是面向国内外公开发行的科技期刊。办刊宗旨:聚焦爆破领域前沿、报道爆炸研究热点,及时发布创新成果,以推动学术交流,培养优秀人才,促进爆破行业与爆炸领域的先进技术和科研成果的推广应用,同时构建交流平台,加强国内外学术交流与技术合作,推进我国爆破与爆炸事业的繁荣与发展。

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会议通知

  • 第十三届国际爆破破岩学术会议的征文即将截止

    <正>第十三届国际爆破破岩学术会议将于2022年10月17~19日在杭州线上线下同时召开。这是继2002年第七届会议之后,中国爆破行业协会再次承办该会议,将会是我国爆破行业与国外同行交流的一次盛会。为全面展示我国爆破行业科技发展的最新成就,集中开展岩石爆破研究成果与经验的交流讨论,进一步促进炸药与岩石相互作用的基础研究,现将全文提交截止日期推迟至6月20日,欢迎爆破行业内教学、科研、施工和生产等人员继续投稿参会。有关征文事项如下:

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