理论研究与科学实验

  • 水下爆炸荷载作用下结构动力响应及损伤破坏

    赵玉红;赵文达;闫秋实;

    为了研究水下爆炸荷载作用下重力式沉箱码头的动力响应及其损伤评估,基于Coupled Lagrangian Eulerian算法,通过AUTODYN建立了一维自由场冲击波、气泡脉动数值模型,验证了数值计算的合理性;将突堤式沉箱码头数值计算结果与试验数据进行对比分析,验证了数值分析模型的可靠性;建立了典型重力式沉箱码头在爆炸荷载作用下的三维数值模型,并分析了不同炸药当量、混凝土强度、配筋率等条件下,重力式沉箱码头的动力响应及损伤破坏。结果表明:随着装药量的增大,峰值位移逐渐增大,且增大的幅度与速度有所提高;结构配筋率主要影响重力式沉箱码头的抗剪性能,在水下爆炸荷载作用下,提高结构配筋率、混凝土强度能够优化整体结构的抗爆性能。研究成果可以为我国重力式沉箱码头结构在水下爆炸荷载作用下抗爆设计及防护措施提供参考。

    2022年03期 v.28;No.127 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 978K]
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  • 内拱处含壁厚减薄缺陷弯头的爆破压力研究

    周凌志;王昱;郄彦辉;李乃文;

    为研究壁厚减薄缺陷对弯头爆破压力的影响,在试验验证可靠性的基础上,建立了弯头内拱处含局部壁厚减薄缺陷爆破压力预测的显式非线性有限元模型,采用等效塑性应变失效作为弯头的失效准则,研究了缺陷尺寸对弯头爆破压力的影响。研究结果表明:缺陷深度小于壁厚70%时,缺陷宽度对爆破压力的影响较小,但缺陷深度大于70%时,其影响较大不能忽略;缺陷长度的增加会导致爆破压力的减小,但二者不是线性关系;当缺陷长度小于15°时,爆破压力随缺陷长度增加降低较快,而缺陷长度大于15°时,爆破压力随缺陷长度增加降低趋缓;缺陷相对深度是影响爆破压力的主要因素,爆破压力会随着缺陷相对深度的增加而快速降低。

    2022年03期 v.28;No.127 11-16+23页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K]
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  • 水下接触爆炸下钢筋混凝土板毁伤模式探究

    胡锦华;

    为了探究水下接触爆炸下钢筋混凝土板的毁伤破坏模式以及内部配筋的形变特性,利用AUTODYN软件建立了钢筋混凝土板水下接触爆炸全耦合精细模型,并通过水下接触爆炸现场试验,分析了水下接触爆炸荷载冲击下钢筋混凝土板的动态破坏全过程,探究了混凝土板内压力时程变化过程。结果表明:所建仿真耦合模型能够较好地描述水下接触爆炸下的爆炸冲击波传播以及钢筋混凝土板毁伤破坏过程;水下接触爆炸荷载作用下,钢筋混凝土板出现严重的冲切损伤,爆心区域板完全破碎、脱落,混凝土板整体变形较大,且内部配筋出现了较大的形变。

    2022年03期 v.28;No.127 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K]
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  • 两点空爆下钢-混凝土-钢组合板的动力学性能分析

    李帅清;曲艳东;于跃;李佳琦;左胜楠;

    为了研究钢-混凝土-钢组合板的动力学性能,利用ABAQUS非线性动力学软件在两点空爆下对其进行了分析。结果表明:组合板的破坏形态与延时起爆时间间隔有关。当两点同时起爆时,组合板主要发生受弯破坏,混凝土核心底面跨中和支座处会出现较为明显的裂缝。两点同时起爆产生的冲击波经过耦合后,组合板的峰值振速最大,组合板的峰值挠度随着延时时间增加而逐渐减小。适度增大组合板顶面和底面钢板的厚度,可有效减小组合板的挠度,减小侧面钢板厚度对组合板挠度变化影响不大。提高顶底面钢板厚度和降低侧面钢板厚度均能提高混凝土核心吸收能量的比率且降低背爆面钢板吸收能量的比率,均可减轻组合板背爆面钢板的破坏。

    2022年03期 v.28;No.127 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K]
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岩土爆破

  • 柱状药包爆破漏斗影响因素研究

    杜镀;

    为了研究爆破漏斗的变化规律,通过小比例模型试验及数值模拟方法对长径比为3、5、7、9、11的柱状药包在不同填塞长度下的爆破漏斗进行试验。结果表明:在装药量不变情况下,随着填塞增加,漏斗体积增加46%~253%,单耗降低30%~73%;在填塞不变时,随着装药量增加,漏斗体积增加14%~96%,单耗增加13%~77%。飞散物抛掷速度与装药量呈正比、与最小抵抗线成反比,其速度达到峰值后小幅度降低并产生二次加速,并且第2次峰值速度小于第1次,随后进行自由落体运动。通过数值模拟证明了SPH法与RHT本构在处理岩体爆破等大变形问题中的准确性,并验证了试验结果准确性。

    2022年03期 v.28;No.127 32-38+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K]
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  • 下穿隧道掘进爆破地表振动波传播规律

    王海龙;李云赫;赵岩;

    为解决新建隧道下穿既有村庄爆破施工的安全难题,运用理论分析和现场监测手段,针对新建隧道爆破振动荷载作用下地表建筑物的振动响应及振动波衰减规律进行深入研究。结果表明:爆破振动传播规律受地质条件和测试方位的影响较大,3个方向的振动信号分别用萨道夫斯基公式进行回归分析,拟合效果良好,其中垂直方向振动信号拟合出的场地系数k值偏大,衰减指数α值偏小;频率对爆破振动强度存在不可忽略的影响,构建考虑频率影响的振速预测模型更符合实际,并给出下穿隧道掘进爆破的损伤范围为R≤42.6 m。

    2022年03期 v.28;No.127 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 367K]
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  • 基于光面爆破原理的隧道中心沟槽爆破方法

    王振浩;

    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/m~3降低到0.76 kg/m~3,沟槽总体成型质量较好,取得了良好的应用效果。

    2022年03期 v.28;No.127 47-54+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K]
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  • 软弱围岩大断面隧道掘进爆破方案优化

    谢超群;李启月;陈元勇;张想;吴晓梦;

    为解决软弱围岩大断面隧道爆破开挖引起的围岩损伤大、超欠挖严重等问题,对东天山特长隧道工程原爆破方案进行了优化研究,调整隧道开挖方法和爆破循环进尺,优化周边孔爆破参数、装药结构、起爆顺序及起爆网路等。结果表明:采用优化后的爆破方案进行开挖,抑制了掌子面“鼓肚”与拱腰围岩“台阶化”的现象,掌子面与底面平整;能够有效控制超欠挖,平均线性超欠挖小于250 mm;距掌子面25 m的测点最大振速为0.643 cm/s,符合爆破安全规程的有关规定。研究结果可对类似工程有一定的借鉴意义。

    2022年03期 v.28;No.127 55-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K]
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  • 硬梁包水电站地下厂房顶拱开挖光面爆破试验

    杨玉银;郝利军;杨仕杰;李俊峰;白军平;

    为了解决硬梁包水电站地下厂房中导洞顶拱开挖光面爆破效果差、半孔率低、平整度不好的问题,通过查找原爆破方案及钻爆作业过程中存在的问题,分析原方案光爆效果差的原因,提出了相应的改进思路;通过一系列光面爆破试验,确定了合理的光爆参数:周边孔间距45 cm、周边孔抵抗线55~60 cm、孔内装药间隔62.5~66.0 cm、线装药密度120~135 g/m,同时为整个地下厂房开挖初步确定了可供参考的光爆参数。试验结果表明:对于较完整的Ⅲ类以上围岩,只要选择合理的光面爆破参数,精细化钻孔爆破作业,光面爆破半孔率均能达到90%以上,平均径向超挖值均能控制在规范要求范围内。

    2022年03期 v.28;No.127 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
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拆除爆破

  • 湘祁二线船闸复杂环境定向拆除爆破技术实践

    周灿;段元振;方桂富;

    为消除湘祁二线船闸复杂环境下既有建筑拆除对周边环境的影响,确保运行船闸及周边设施安全,针对被拆对象的工程特性,从爆破原理出发,通过重难点分析和关键技术选择,制定了定向拆除爆破的施工技术方案和参数设计,并成功地指导了工程实践。结果表明:定向拆除爆破施工中,采用三角形切口能满足良好的倒塌效果,减振沟等有效地控制了塌落振动,对类似项目具有一定的参考价值。

    2022年03期 v.28;No.127 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
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特种爆破

  • CO_2聚能剂燃烧与冲压实验研究

    蔡余康;胡少斌;庞烁钢;邹柳宗;汤旋;颜正勇;

    为进一步地揭示CO_2相变膨胀的热力学机理,通过CO_2爆燃冲压实验,对起爆温度、CO_2与CO_2聚能剂(一种高能复合材料)质量比对CO_2爆燃冲压过程、CO_2聚能混相流体燃烧速率、燃烧热和峰值压强的影响规律进行了研究。最终得到了不同工况下实验组的压强时程。结果表明:爆燃筒内反应能否发生对CO_2密度和起爆温度有一定的要求;在实验研究范围内,CO_2密度、CO_2与CO_2聚能剂质量比、起始温度与爆燃实验的化学反应速率、压强增长速率呈正相关。

    2022年03期 v.28;No.127 77-81+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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  • TiNi合金/Q235钢爆炸复合界面微观结构特性及其演化

    周恒;马宏昊;沈兆武;杨明;徐俊峰;

    为了研究TiNi合金/Q235钢爆炸复合板界面微观结构及形成机理,分别以Ti质量分数50.8%的TiNi合金板、Q235钢板为复板和基板,利用爆炸焊接技术制备了TiNi合金/Q235钢层状复合材料。通过SEM和EDS检测手段对结合界面的微观结构了进行分析,并结合光滑粒子流体动力学(SPH)数值模拟方法,揭示其演化过程。同时,利用拉伸和压剪实验,测试了界面的力学性能。结果表明,TiNi合金/Q235钢爆炸复合板界面呈现规则的波状结合,界面拉伸强度达到683 MPa,压剪强度达到291 MPa。数值模拟分析显示,碰撞点离开后,界面熔融物质仍具有较高运动速度,与受主射流裹挟和高压区挤压而侵入界面的熔融金属流相向运动,发生强烈的圆周运动和机械搅拌,最终形成涡旋区。

    2022年03期 v.28;No.127 82-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1117K]
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爆破器材与装备

  • 炸药爆炸产物组成的确定及其对爆热的影响

    吴俊浩;郭子如;杜宝强;刘伟;张金元;

    为探索不同方法得到的爆轰产物组成对爆热计算的影响,分别对不同炸药采用理论方法和经验方法得到的爆轰产物组成进行了分析,并对由此得到的爆热计算结果进行了比较与讨论。结果表明:对典型乳化炸药,采用以理论方法得到爆轰产物组成计算的爆热与以B-W经验方法得到爆轰产物组成计算的爆热差别不超过10%,说明能量优先的经验方法得到的爆炸产物组成用于计算乳化炸药爆热可满足工程需要;对于RDX、TNT、PETN等炸药,按经验方法得出爆轰产物组成计算的爆热明显与理论计算存在较大误差,理论得到爆轰产物组成计算的爆热与最大放热量经验规则得到的爆热相近,相差在5%左右。

    2022年03期 v.28;No.127 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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  • 液态CO_2相变爆炸激发药剂的爆炸性与安全性

    杨海斌;汪旭光;王尹军;张建如;

    为研究新研制的CO_2相变爆炸激发药剂的爆炸性与安全性,采用克南试验方法进行了激发药剂的爆炸性能测试,并分别用8号工业雷管和150~500 g膨化硝铵炸药,对直径50 mm和90 mm的2 kg塑膜包装激发药剂药卷进行引爆试验。试验结果表明,由高氯酸钾、水杨酸和草酸铵按照一定比例组成的激发药剂具有爆炸性,但其爆轰感度很低,不仅没有雷管起爆感度,而且无法用膨化硝铵炸药将其引爆,与粒状铵油炸药相比,爆轰感度低、安全性好。

    2022年03期 v.28;No.127 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
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爆破监测与安全

  • 原位扩建隧道爆破振动的现场测试与小波分析

    毛祚财;

    为了缓解城市日益增长的交通压力以及大量现有小断面市政公路隧道存在改扩建为大断面隧道的需求,以福州市马尾隧道原位扩建工程为背景,通过振动信号的时域分析、频域分析和小波时频分析,对其北洞钻爆法作业过程中,南洞衬砌的振动效应进行现场测试,并进一步探讨了多空洞赋存条件下测点振动能量衰减特征。结果表明:测点总振速满足安全要求,说明原位扩建采用的爆破方案设计合理;测点振动能量主要集中在中频段(40~300 Hz),其能量占比达到90%以上;同等条件下振动总能量与爆破药量大致成正比;振动能量在穿越双空洞过程中衰减严重(较单空洞衰减50%);振动传播过程中,除能量耗散外,还有相当部分振动能量由高频向低频迁移。

    2022年03期 v.28;No.127 103-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 493K]
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  • 减振孔对寺庙减振效果的应用与研究

    王银涛;刘坚;刘敬智;李银忠;

    为简化缅甸莱比塘铜矿寺庙附近控制爆破区域施工流程,减少控制爆破区域面积,扩大爆破开采规模,提出在寺庙与爆源之间安排减振孔隔振的方法。在含水土层减振孔施工过程中,提出管内注水、管外填砂、最后抽水成空管的施工方法。施工后对减振孔两侧以及寺庙附近进行爆破振动监测并分析研究。结果表明减振孔对爆破振动峰值减弱作用明显;对减振孔后侧点的爆破振动信号进行非线性回归分析,与无减振孔的爆破振动衰减公式对比分析,随着爆源与寺庙的距离增加,减振孔对爆破振动信号的减振作用逐渐减小;根据重新拟合的公式对控制爆破区域重新划分,提高了爆破开采效率。

    2022年03期 v.28;No.127 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
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  • 基于粒子群算法的爆破振动速度智能预测方法

    梁娟;

    为准确地对爆破施工引起的地面振动进行预测,结合2个隧道爆破工程实例,引入基于粒子群算法的指数型计算模型,并对计算数据进行归一化处理;以实测结果与预测结果的相对误差平方和作为适应度函数开展粒子群智能优化计算,并与2种传统的预测模型进行数据对比。结果表明,通过引入的预测方法所得到的相关系数更接近于1;均方根差最小,预测精度更佳。可为类似爆破振动预测工作提供一定的理论借鉴。

    2022年03期 v.28;No.127 117-121+136页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K]
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  • 复杂地质条件下地铁隧道下穿建筑物减振爆破技术

    胡平;

    为了解决复杂地质条件下地铁隧道爆破施工对下穿建筑物时爆破振动安全问题,以青岛地铁3号线一期工程万年泉路站~李村站区间隧道下穿万隆商厦为工程实例,采用优化的掏槽型式、爆破参数及装药结构,利用在砂岩交界面打设减振空孔,增加爆破自由面,结合毫秒雷管和孔外延时起爆网路技术,对地表建筑物爆破振动进行实时监测。结果表明:在地铁隧道下穿建筑物爆破施工期间,地表建筑物爆破振速成功地控制在1.5 cm/s以内,满足施工安全和进度要求,取得了良好的经济、社会和环境效益,对今后类似复杂地质条件下城市地铁隧道下穿建筑物爆破施工具有一定的借鉴意义。

    2022年03期 v.28;No.127 122-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]
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  • 循环爆破对在建桥梁的振动影响研究

    车云浩;池恩安;赵明生;

    为了研究隧道循环爆破对邻近在建桥梁的振动影响,以贵州晴隆战马田的泄洪隧道工程为背景,对比了不同爆破方案下测点的峰值振速。通过FLAC3D软件建立三维模型,模拟了循环爆破对在建桥梁桥面、桥桩产生的振动影响。结果表明:4掏槽孔,0.42 kg/t装药密度及50 ms延时的爆破方案测点峰值振速最低,且循环进尺较高;桥面和桥桩底部的峰值振速实测值分别为0.235、0.081 cm/s,模拟值分别为0.250、0.095 cm/s,模拟值与实测值误差在±11%内,说明利用动荷载模拟循环爆破效果的模型有效;爆破施工对桥梁产生的峰值振速处于0.05~0.25 cm/s,对在建桥梁材料强度的影响处于安全范围内,表明每日8次的循环爆破对43 m外的在建桥梁不会产生安全影响。

    2022年03期 v.28;No.127 129-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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  • 水下爆破软土地基远区振动效应预测

    王璞;刘桐;杨帆;侯猛;蒋跃飞;

    针对水下爆破软土地基远区保护对象所受到的爆破振动效应,以金建高铁兰江特大桥水下基础开挖工程为背景,根据试爆所得振动数据进行非线性回归拟合得到K、α值,依据萨道夫斯基公式给出爆破振动预测规律,并对远区典型测点振动监测数据进行信号分解、重构及频谱分析。结果表明:预测规律与实测数据均值曲线仅在一定距离范围内预测相对准确,当测点爆心距大于450 m时预测失效;作用于远区测点的能量基本来自f<50 Hz的低频波,10~20 Hz频段起主导作用,低频波的衰减速度虽趋于稳定但未达到预测规律,导致远区振动具有相对放大效应。结合工程实际,采用统计学方法分析远区振速预测值与实测值,给出放大效应预测修正公式。实践经验与研究思路可为无法得到较为理想K、α值的类似工程远区振动预测提供有益的参考。

    2022年03期 v.28;No.127 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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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。

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征稿征订

  • 工程爆破 欢迎订阅 欢迎投稿

    《工程爆破》(ISSN 1006-7051、CN11-3675/TD)(双月刊)创刊于1995年,由汪旭光院士担任总编辑和主任委员,由谢先启院士、杨仁树教授和卢文波教授担任副主任委员,是由中国爆破行业协会主办、中国有色金属工业协会主管,面向国内外公开发行的科技期刊。办刊宗旨为:聚焦爆破前沿,报道爆炸热点,培养专业人才、推动技术发展,及时发布创新成果,推动学术交流,促进爆破行业与爆炸领域先进技术和科研成果的推广应用,加强国内外学术交流与技术合作,推进爆破与爆炸事业的繁荣与发展。

    2022年03期 v.28;No.127 143页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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