- 李晓杰;王小红;王宇新;闫鸿浩;
通过对工业炸药爆轰反应过程中微孔隙压溃的细观与宏观过程进行研究,提出炸药孔隙压溃不仅产生绝热压缩、射流冲击、摩擦剪切生热的"热点"因素;冲击射流产生的旋涡运动,还会起到搅拌混合作用,促进爆轰燃烧反应;同时旋涡运动的湍流能量还会通过粘性耗散转变为热能,供给爆轰波,与化学反应放热一起维持爆轰传播;即工业炸药爆轰中的微孔隙塌缩同时起到了"热点"、搅拌混合促燃和湍流释能的多重作用。炸药孔隙的搅拌混合作用决定了"化学反应区"和"湍流耗散区"的厚度大小,其中"化学反应区"的厚度与孔隙度成反比,"湍流耗散区"则与孔隙度成正比,两者的共同作用构成支持爆轰波的"释能区",这使得工业炸药存在能量利用率最高的最佳装药密度。基于爆轰波"释能区"的新观点,建立了工业炸药的最佳装药密度、极限直径、临界直径、高密度"压死"、炸药能量利用率等爆轰性能经典问题之间的内在联系。通过"孔隙混合效应"和乳化炸药粒径分析,基于敏化气泡与炸药粒径相匹配原则,提出对于粒径5～6μm的乳化炸药,敏化气泡以直径10～100μm为最佳。
2021年04期 v.27 1-13+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2207K] [下载次数：189 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 鲁寨军;王灿;钟睦;姚术健;范登科;
为了研究爆破片在瞬态超高压作用下的破裂形态和破裂压力等动态特性,设计了一种十字开槽爆破片,并通过实验和数值仿真相结合的方法进行了研究。首先,搭建了CO_2爆破试验平台对爆破片进行瞬态升压加载实验,得到了爆破片的破坏形态及破裂压力值;然后建立了基于Johnson-Cook损伤本构的十字开槽爆破片瞬态升压破裂失效的有限元模型,对破裂失效规律进行了分析。结果表明失效模式主要为十字中心破口,破裂形态、破裂压力和破裂时间与实验结果吻合良好,相对误差在6%以内;同时对十字开槽爆破片的有效厚度、槽深、槽宽等破裂压力的影响因素进行了仿真分析,得到破裂压力随有效厚度的增加而线性增大,随槽深的增加先下降后增大,随槽宽增加而成指数函数关系增大等规律。研究成果可为瞬态超高压力作用下的爆破片设计及工程应用提供参考。
2021年04期 v.27 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2221K] [下载次数：337 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 岳中文;吴羽霄;魏正;王贵;王渊;李鑫;
露天矿爆破振动速度受很多因素的影响,传统的经验公式和单一的神经网络模型无法满足现代爆破安全的要求。为提高预测爆破振动速度的精度,利用主成分分析(PCA)提取4个影响爆破振动速度的主成分作为模型的输入变量;结合遗传算法(GA)寻优获得支持向量机(SVM)惩罚系数c和核函数参数g为1.899 1和1.971 2,建立了基于PCA-GA-SVM的露天矿爆破振动速度预测模型,并成功应用于现场爆破工程。结果表明:该模型的平均相对误差为14.60%,建模时间为3.12 s,均方误差为0.131 5,与BP神经网络、传统SVM和GA-SVM对比,此模型具有更快的收敛速度和更高的准确率,为多因素影响下爆破振动速度预测提供了一种新的方法。
2021年04期 v.27 22-28+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1178K] [下载次数：672 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：20 ] |[阅读次数：0 ] - 王海龙;李帅;赵岩;
为研究初支混凝土在循环爆破荷载作用下爆破损伤的累积效应,通过引入等效距离和等效药量的概念,代替爆心距和最大段药量对萨道夫斯基经验公式拟合得到质点峰值振速的衰减公式,根据爆破损伤经典公式,推导了爆破损伤增量公式。通过分析质点峰值振速和损伤增量随爆破次数和等效距离变化的关系,得到了初支混凝土在循环爆破荷载作用下的爆破累积损伤规律。研究结果表明:累积损伤随爆破次数增加而增大,但损伤增量却逐渐减小,两者变化皆呈现出非线性关系;临近爆源的几组测点在经过循环爆破后初支混凝土的累积损伤已达到损伤界限;损伤增量随等效距离变化的关系与质点峰值振速衰减规律具有相似性,且两者具有较高线性相关性。
2021年04期 v.27 29-33+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 547K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 路世伟;孙金山;刘洪宇;周传波;
在地下工程爆破开挖过程中,爆破地震波对管道安全的影响是十分重要的。为了更好的研究柱面SH波作用下管道的动应力集中情况,以爆破地震波中的柱面SH波作为研究对象,推导了柱面SH波作用下管道内壁上动应力集中系数(DSCF)的解析解。通过宝通禅寺地下通道爆破开挖工程,讨论了归一化爆心距r~*和入射波频率f对DSCF的影响。结果表明,由于管道与周围土层剪切模量差异较大,管道上的动应力集中系数普遍较大;从DSCF分布的角度来讲,当r~*<5时,柱面波与平面波的差异较大,但当r~*>5时,柱面SH波基本可以认为与平面SH波等价;低频入射波对管道的安全更为显著,特别是入射波频率与管道自振频率接近时,管道受到的影响最为严重。
2021年04期 v.27 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1703K] [下载次数：207 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 刘筹资;查恩尧;欧阳和平;程永舟;郭锦泽;郑长青;
为了研究水下爆炸气泡运动对水面形态的影响,使用LS-DYNA软件,基于ALE算法,建立了水下爆炸气泡运动模型,讨论了不同装药水深距离参数条件下,不同类型水冢的形成过程及其特性、气泡运动特性和产生的水面波动特征。结果表明:在水下爆炸过程中,随水深距离参数的增大,水下爆炸形成的水冢类型依次为零碎型、飞溅型、酒杯型、皇冠型;同时爆炸产生的气泡最大半径也是随着水深的增大而减小,气泡脉动周期则相反;水面波动的特征主要与水冢的形成过程密切相关,不同类型的水冢所产生的水面兴波的机理不同。
2021年04期 v.27 40-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2746K] [下载次数：496 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]
- 袁英杰;孙惠香;陈卓;
为研究爆炸荷载下泡沫混凝土减振层厚度对岩体拱结构的减振性能影响,基于ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件,建立炸药-空气-结构流固耦合模型,在岩体与衬砌间设置0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 m不同厚度泡沫混凝土减振层。应用流固耦合算法对比分析了衬砌外层拱顶、拱肩和拱脚单元最大有效应力、峰值压力及峰值位移。拱顶上方单元压力与TMB5-855-1公式吻合良好,验证了模型有效性。数值模拟结果表明:设置减振层后拱顶、拱肩和拱脚最大有效应力变小,拱脚减少超过80%;随减振层厚度增加,拱顶、拱肩和拱脚峰值压力减小,峰值位移增加,当厚度超过0.6 m,减振抗爆效果不明显,峰值位移趋于稳定;拱顶作为响应强烈部位,应采取加固措施;综合考虑经济因素,建议设置0.6 m厚减振层。
2021年04期 v.27 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3214K] [下载次数：304 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 喻灿星;覃国杰;曾丽;
水下炸礁是工程爆破的重要组成部分,但是其施工的周边环境复杂、爆破技术难度较大、受河水影响控制较难。为解决水下钻孔爆破施工的困难,以施怡滩水下炸礁工程为背景,仔细梳理该工程项目的周边环境、水下礁石特性等情况,通过探索水下炸礁施工过程中的关键技术,精细设计孔网参数等方法,顺利实施水下礁石爆破。结果表明施怡滩水下炸礁取得了良好的爆破效果,并对周边民用建筑未造成有害的影响,爆破孔网参数可为其他类似的水下炸礁爆破工程提供一定的参考和借鉴。
2021年04期 v.27 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1895K] [下载次数：239 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 杨树志;束学来;张兵兵;杨飞;
针对露天矿山采空区群严重制约着生产平台的问题,为了消除采空区群带来的安全隐患,首先采用时效性强的C-ALS三维激光扫描仪精准探测,构建了3个采空区真实三维模型,揭示了受限采空区群的空间赋存关系;其次以爆破全生命周期精准设计为出发点,通过采用数码电子雷管精准控制起爆网路,最后充分利用边坡自由面及加大局部采空区侧的炸药单耗,有效地减小了岩层间的夹制作用。在大宝山露天多金属矿山661平台成功实施了强制爆破崩落处理,通过无人机多角度航拍及爆堆现场检查,发现爆区塌陷现象明显,充填率达90%,较好地消除了采空区群的不利影响,可为类似采空区治理提供参考。
2021年04期 v.27 64-68+75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1943K] [下载次数：153 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 张阳光;林飞;赵彭;李强;
为探索孔间延时对露天深孔爆破岩体破碎效果的影响规律,采用ANSYS/LS-DYNA模拟了排间延时为50 ms,孔间延时分别为16、19、22、25、28 ms时,不利破碎区域的等效应力情况。得出排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,不利破碎区域的最大等效应力平均值达到最大,可取得良好的爆破效果。然后通过现场试验,获得爆堆岩石块度尺寸分布、最大块度尺寸和大块率。结果表明:孔间延时对爆破后的岩石破碎效果有着重要的影响,当排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,爆破后的岩石最大块度尺寸和大块率均达到最低,岩石的破碎效果较好,与数值模拟结果相符,研究结果可为类似的矿山生产提供借鉴指导作用。
2021年04期 v.27 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2381K] [下载次数：464 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ]
- 李哲雨;李尚杰;李必红;王峰;同剑;苏红辈;
为了研究钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响,采用了4种不同颗粒形貌的钨粉,利用机械合金化法和冷等静压旋压工艺制备钨铜合金药型罩,并对钨铜合金药型罩射孔弹进行了地面静破甲穿钢靶试验,通过试验分析钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响。结果表明:钨粉颗粒完整、形貌为多面体的钨粉,其松装密度达到9.564 g/cm~3,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度达到338.3 mm,破甲稳定性达到99.21%;而钨粉颗粒有缺陷、形貌为类球状的钨粉,其松装密度仅为7.142 g/cm~3,制备的钨铜合金药型罩的破甲深度为288.1 mm,破甲稳定性为92.7%,分别下降了17.4%和7.6%。
2021年04期 v.27 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K] [下载次数：328 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈宁;段卫东;陈沛;余福进;徐华建;
为了研究民用膨化硝铵炸药为主装药的线性聚能切割的工艺参数,采用实验研究和三维数值模拟(ANSYS/LS-DYNA)相结合的方法,对以膨化硝铵炸药为主装药的聚能射流侵彻钢靶板过程的特点和规律进行了研究。对比各工况数值模拟结果与实验结果表明,2种方法的侵彻深度吻合较好,验证了拉格朗日-欧拉(ALE)方法的有效性,说明可采用此方法模拟射流的形成和侵彻。研究结果表明,采用民用膨化硝铵炸药作为主装药用于线性聚能切割时,在实验给出的工况条件下,炸高为40 mm,药型罩厚度为1.0 mm,药型罩锥角为80°时,可获得最大侵彻深度。
2021年04期 v.27 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2259K] [下载次数：542 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ]
- 徐敏潇;尹光春;吴宇超;章文义;
为了研究复合表面活性剂对油包水型高内相乳状液流变性和稳定性的影响,选用由PIBSA-TEA和油酸二乙醇酰胺、椰子油酸二乙醇酰胺、失水山梨醇单油酸酯等小分子表面活性剂组成的复合表面活性剂制备HCEs,并检测所制得HCEs的流变性和储存稳定性。结果表明:表面活性剂对HCEs的剪切应力和储能模量有较大的影响。采用复合表面活性剂制备的HCEs具有较高的剪切应力和储能模量。但是,复合表面活性剂制备的HCEs储存稳定性明显下降。在油相黏度比较高时,复合表面活性剂制备的HCEs储存稳定性有一定的提高。
2021年04期 v.27 107-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K] [下载次数：319 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 高玉刚;
针对测量工业炸药有毒气体含量的爆炸弹筒法无法应用在大药量和常压情况下的难题,通过爆炸相似率和动力系数法进行理论计算及工程设计,研制出了容积15 m~3下端为圆柱体,顶端为半球形结构的大型密闭爆炸容器。研制的爆炸容器可以研究工业炸药在常压状态下的爆炸气体产物,并对其有毒气体含量进行分析,解决了爆炸弹筒法由于装药量小且必须在真空状态下引爆炸药的困境。同时通过气密性及抗爆性试验对爆炸测试容器进行了进一步的安全测试,均无异常。设计结果表明该爆炸容器用于工业炸药有毒气体测试安全可靠、功能满足试验要求。研制方法可为同类型爆炸容器的设计提供参考。
2021年04期 v.27 114-117+123页 [查看摘要][在线阅读][下载 686K] [下载次数：116 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 刘娟;谭钦文;刘建平;吴爱军;吴春燕;李文武;
针对静态破碎剂膨胀压测试的试验用品无法重复利用、测试周期长的问题,设计并制造了一种重复利用率较高、安全易操作的静态破碎剂径向膨胀压测试装置。利用设计装置分别进行了常温条件及电加热条件下的膨胀压测试试验研究,并与只能在常温下进行的传统膨胀压测试试验进行对比。试验结果表明:设计装置采用电加热的方法在保证测试值效果的同时能加快静态破碎剂的反应速率,提高爆破效率,缩短测试装置测试周期。设计装置可拆卸、可电加热,为静态破碎剂膨胀压的测试提供了更高效的方法。
2021年04期 v.27 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K] [下载次数：208 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]
- 刘传阳;杨年华;张雷彪;黄仕凯;
为研究隧道分岔段控制爆破振动对相邻隧道的影响,根据大量现场振动监测数据,分析论证了掏槽爆破和预留光爆层爆破对前方相邻隧道和后方中隔岩墙的振动影响,发现后方中隔岩墙的爆破振动比前方放大1.4倍左右;并根据振动波形分析,论证了高段位雷管的延时误差和临空面条件对降低爆破振动的影响,从而提出了"尽量减小掏槽爆破的单段药量,MS7段以上雷管不需跳段使用,根据振动波形适当增大高段位雷管的炮孔数",这些技术措施可以显著降低爆破振动、提高爆破进尺,可为同类爆破提供借鉴。
2021年04期 v.27 124-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1952K] [下载次数：240 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 肖可;周传波;郑璇;徐静波;
针对隧道爆破开挖穿越断层破碎带时,围岩松散、破碎,易造成隧道结构失稳的问题。以龙南隧道爆破施工为工程背景,依据现场爆破振动测试结果,建立ANSYS/LS-DYNA动力有限元数值模型,研究了断层带影响下隧道二衬结构爆破振动特性,提出了以应力为控制标准的振速安全判据。结果表明:隧道拱脚处振速衰减最快,破碎带内隧道各部位振速衰减幅度普遍大于相邻围岩段;隧道二衬剪应力峰值位于拱顶处,拉应力峰值位于拱脚处;结合应力与振速关系,建立基于二衬极限强度的爆破振动安全判据,分析得到隧道衬砌在断层带影响下更容易失稳,在龙南隧道爆破条件下衬砌爆破安全振速为10 cm/s,爆破施工单段最大药量为23.89 kg。
2021年04期 v.27 130-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 3210K] [下载次数：452 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ]