理论研究与科学实验

  • 隧道爆破振动信号畸变校正及特征提取研究

    付晓强;俞缙;刘纪峰;黄凌君;戴良玉;康海鑫;

    为了消除隧道爆破振动信号局部畸变对分析结果的影响,采用变分模态分解算法对三向信号中的趋势项进行了消除,获得了校正后的特征信号。根据特征信号时频谱确定爆破能量频域区间,利用同步挤压小波变换优良的信号解析和重构能力,对所确定的频带进行重构得到能反映爆破特征的真实信号并对其瞬时能量和边际能量分布特性进行了提取。分析结果表明:爆破信号的趋势项畸变由低频分量引起,噪声畸变由高频分量产生,变分模态分解可实现信号畸变校正,同步挤压小波变换重构可消除噪声干扰。组合算法为爆破畸变信号的辨识分类和特征提取提供了新的途径。

    2022年01期 v.28;No.125 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 695K]
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  • CFRP加固钢筋混凝土T梁抗爆动力响应数值模拟

    陈锐林;陈秀华;

    为了研究CFRP加固钢筋混凝土T梁的抗爆性能,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了钢筋混凝土T梁—CFRP材料—空气域—TNT炸药的全耦合模型,进行爆炸荷载下钢筋混凝土T梁的数值模拟,对钢筋混凝土T梁的动态力学性能进行了分析,分别研究了CFRP外贴形式、CFRP厚度对钢筋混凝土T梁的影响。结果表明:相比普通钢筋混凝土T梁,CFRP材料能有效地抑制T梁底部混凝土裂缝的扩展,提升钢筋混凝土T梁的整体性,进而提高钢筋混凝土T梁的抗弯刚度;综合考虑受力和经济性,顶部和底部同时粘贴CFRP加固钢筋混凝土T梁的抗爆性能更佳;CFRP厚度为0.3 mm时,T梁在爆炸荷载作用下的动力反应最小。

    2022年01期 v.28;No.125 10-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1056K]
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  • 层理面对水压爆破应力波传播规律的影响

    王海洋;陈祥;卢保东;赵树磊;王杰;周宴民;

    水压爆破应力波的传播过程决定了爆破的作用效果及影响范围,层状岩体中的层理面特征对水压爆破应力波的传播路径及衰减具有直接影响。为明确水压爆破应力波在层状岩体内的传播规律及影响因素,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了层理面位置及其介质属性对水压爆破应力波传播的影响规律。结果表明:水压爆破相对于常规爆破产生的初始应力更大,破碎效果更明显;水压爆破应力波传播至层理面时会发生反射和透射,导致层理面区域的岩体应力状态发生改变,使得临近层理面的入射应力峰值明显降低;层理面与爆源的距离越小,层理面对应力波传播和裂纹扩展的抑制作用越明显,随着该距离的增大,反射应力波会促进层理面与爆源间的裂纹扩展并诱导初始裂纹继续延伸,同时改变横向裂纹的扩展方向;层理面介质对应力波的传播和裂纹的扩散影响显著,层理面介质与岩体的性能差异越大,应力波在层理面的衰减越严重,降低了应力波的有效作用范围。

    2022年01期 v.28;No.125 17-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
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  • 空爆载荷作用下螺栓法兰管道的动态响应研究

    张瑞雪;曲艳东;于跃;吴锦达;许柏园;厉擎阳;

    螺栓法兰连接结构具有强度高、构造简单和操作便捷等优点,被广泛应用于土木工程、机械工程、核工业和国防装备等工业领域。基于ANSYS/LS-DYNA软件建立有限元模型,研究了空爆载荷作用下(爆距为100~250 cm, TNT炸药当量为1 000~16 000 g)螺栓法兰管道的动力学性能。研究表明:炸药当量越大,爆距越小,螺栓法兰管道产生形变越明显,其峰值振速越大。适度增大爆距时,螺栓受到爆距的影响比受炸药当量的影响小,其位移曲线处于波动状态。外侧垫片的吸能作用有效减小了内侧垫片的变形,在一定程度上法兰垫片抵御了冲击波作用,使管道密封性得到保障。

    2022年01期 v.28;No.125 26-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2303K]
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  • 基于HJC模型高温后大理岩SHPB实验数值模拟研究

    李睿;刘磊;张志华;王远;

    为对高温后大理岩动态压缩实验结果进行验证并探索数值模拟方法,采用“参考-计算-试算-调整”的方法基于HJC本构模型对不同温度等级高温处理后大理岩材料模型参数进行确定,利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对高温处理后大理岩SHPB实验进行数值模拟,并将数值模拟结果与室内实验结果进行对比分析。结果表明,数值模拟结果与室内实验结果具有一致性;大理岩试件破坏呈现裂隙由边缘向中心发展的趋势,表现为先以劈裂拉伸破坏产生裂隙进而进一步完全破坏,这种现象在实验过程中往往因观察区间较短容易被忽视;HJC本构模型可以有效地表征大理岩试件各项物理力学性质;通过对部分模型参数修改可以有效地对不同等级高温处理后大理岩试件物理力学参数描述;温度的损伤效应对于大理岩试件动态冲击破坏形态的影响体现在破碎后细粒量,随着处理温度的升高,大理岩破碎后细粒也不断增多。

    2022年01期 v.28;No.125 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]
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岩土爆破

  • 台山核电站爆破开挖基岩损伤分析及控制

    姜威振;唐海;马谕杰;刘亚群;阳生权;朱帅帅;

    核电工程在进行爆破开挖时,为保证核岛所在岩层的完整性,需控制爆点周围岩体的损伤范围。为探究岩体损伤深度与特定点振动速度之间的关系,本文结合台山核电站核岛负挖爆破工程,根据场地地质勘察资料,通过数值模拟和现场试验对岩体损伤深度与距爆源30 m处质点振动速度之间的关系进行探究。研究结果表明:台山核电爆破开挖时,岩体损伤深度随最大段药量的增加呈幂函数增加,且特定点振动速度与最大段药量之间符合萨道夫斯基公式对应关系;运用数值模拟与现场试验结果所拟合公式,提出在核岛负挖分层爆破施工中距爆源30 m处爆破控制振动速度分别为10.0、3.5、1.5 cm/s时可控制相应岩层的爆破损伤,并通过后期工程监测验证控制参数的有效性。

    2022年01期 v.28;No.125 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 715K]
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  • 不同粒径岩屑抗剪性能及水孔填塞效果研究

    张智宇;张全龙;曾继鹏;李卓;黄永辉;

    针对云南华联锌铟股份有限公司矿山采矿大孔径露天台阶深孔爆破中的水孔填塞质量及冲孔问题,通过炮孔填塞基础理论、岩屑颗粒抗剪性能基础力学实验、矿山生产现场爆破漏斗实验等方法,对矿山大理岩岩屑颗粒粒径对填塞体的力学性能和填塞质量影响开展了一系列研究,分别构建了爆破漏斗体积及爆破漏斗半径随填塞料粒径大小数学表达式。研究结果表明:粒径大于0.5 mm的牙轮钻岩屑颗粒占比较高区域集中在岩屑堆短边0.2~0.7 m、长边0.2~1.2 m范围内;水孔填塞效果判定的主要力学参数为岩屑颗粒抗剪性能,随着岩屑颗粒粒径的增加内摩擦角呈现增大趋势,黏聚力则明显下降,可认为是无黏性颗粒堆积体;爆破漏斗体积及半径随粒径增长呈现指数的先增长后稳定的变化趋势,最佳填塞料粒径区间为1~3 mm。经现场生产实验,冲孔率由27%降低至4.6%,大块率下降了8%,故一定粒径范围的岩屑颗粒能很好地解决露天水孔填塞爆破效果问题。该研究结果不仅对水孔填塞理论进行了补充和完善,还为水孔填塞技术设计提供了依据。

    2022年01期 v.28;No.125 54-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 697K]
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  • 延时时间对地表振动叠加效应的影响

    刘桂勇;刘小鸣;陈士海;

    为了得到非电雷管和电子雷管的合理延时时间进而控制地表振速,以厦门抽水蓄能电站的进场通风兼安全洞的延时爆破为背景,通过现场实测数据和理论公式分析了不同延时时间对地表振动叠加效应的影响。根据实测数据,分析了隧道掘进中毫秒延时爆破和半秒延时爆破地表振动波形的叠加效应,可知非电雷管的误差导致毫秒延时爆破中不同段的地表振动波形形成叠加;而半秒雷管虽有误差,但延时时间较大,不同段的振速波形之间相互独立。利用理论计算探讨了本工程中第1段掏槽孔和第2段掏槽孔在不同延时时间下的振动波形叠加情况,给出了叠加振速放大、叠加振速减小和无叠加产生的几种情况。依据理论和实测振速波形的叠加效应,分别提出适合本工程的毫秒延时非电雷管和电子雷管的合理延时时间,可为类似的隧道延时爆破提供借鉴。

    2022年01期 v.28;No.125 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 455K]
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  • 复杂地质下圆弧形边坡控制爆破的应用研究

    刘福高;符小海;

    为了研究复杂地质下如何将圆弧形边坡控制爆破一次成型,通过现场高陡边坡的爆破施工,介绍了圆弧形边坡控制爆破的设计原则、爆破参数及爆后效果:采用理论计算与现场施工相结合的方法,优化爆破参数,主炮孔采用现场混装乳化炸药进行装药,预裂孔采用分段不耦合装药,爆破后边坡上的半孔率达到90%以上,台阶高程偏差值不超过±300 mm,坡率偏差值不超过±0.5°。不仅节省了成本,又达到了边坡美观、整洁、稳定的设计要求,可为类似工程的边坡控制爆破提供参考。

    2022年01期 v.28;No.125 71-74+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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拆除爆破

  • 复杂环境下地下车库拆除爆破优化

    江云星;黄刚;刘福高;裴勇;齐鹏;裴杰;

    为了进一步研究框架式地下建筑物在拆除爆破过程中的失稳、触地过程,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立复杂环境下地下钢筋混凝土框架分离式共节点模型。采用毫秒延时爆破的方式形成爆炸切口,模拟采用各种不同爆破方案时建筑物坍塌的过程。通过分析模拟结果来优选爆破方案,并将实际爆破效果与数值模拟结果相对比。结果表明数值模拟结果与实际爆破效果较为相似,可为类似地下框架结构建筑物的拆除爆破提供一定的参考。

    2022年01期 v.28;No.125 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K]
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  • 大型钢筋混凝土筏板拆除爆破的参数优化

    费鸿禄;罗婷;钱起飞;张广贝;

    为控制爆破振动和爆破飞石,取得良好的爆破效果,基于HHT对爆破振速进行变换得到瞬时能量谱及钢筋混凝土移动方向综合分析爆破效果,并将通过ANSYS/LS-DYNA软件得到的模拟爆破效果与实际爆破效果对比,从而实现了对复杂环境下大型钢筋混凝土筏板基础爆破参数的优化。结果表明:孔间延时39/31 ms,排间延时101 ms, V型起爆的方案更合理。参数的优化方法和选取可为同类工程提供借鉴和参考。

    2022年01期 v.28;No.125 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1577K]
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  • 基于数值模拟的多跨简支梁桥拆除爆破技术

    蒋文俊;唐春海;程贵海;

    为了保证紧邻运营新桥的多跨简支梁旧桥顺利倒塌,针对待拆桥梁的结构特点与周边环境,在桥梁拆除前进行了定量化的爆破设计。采用大型有限元显示动力学软件AUTODYN对待拆桥梁的主要承重结构墩柱进行了爆炸模拟,模拟了墩柱在爆炸荷载下的动态响应。根据数值模拟结果确定了墩柱炮孔的孔深、孔距、单耗及单孔装药量等爆破参数;采用ANSYS/LS-DYNA模拟桥梁不同倒塌方式下的倒塌过程,对比分析了不同方案下桥梁的倒塌方向、分段延时及桥体塌落范围。结果表明:采用侧向延时起爆桥体倒塌方向、倒塌范围得到有效控制。利用数值模拟技术对待拆旧桥的爆破参数进行了一系列的验证与优化,并成功运用到实际工程中,该技术路线可以为类似的工程实践提供参考。

    2022年01期 v.28;No.125 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]
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  • 超高钢混烟囱爆破切口角度计算及数值模拟

    胡彬;杨赛群;李洪伟;刘伟;王洪森;王富宁;

    在超高钢筋混凝土烟囱拆除爆破中,切口角度的计算对于提高过程中的准确性和安全性具有十分重要的意义。为探究应力破坏准则和弯矩破坏准则两种不同爆破切口角度理论计算方法对钢筋混凝土烟囱的适用性,采用理论计算和数值模拟相结合的方法对切口角度理论计算方法进行优选。结果表明:通过应力破坏准则计算烟囱爆破切口角度较为准确,其对应拆除爆破数值模拟效果较好;把理论计算结果运用到120 m钢筋混凝土烟囱拆除爆破,该烟囱顺利精准倒塌,实现预期爆破效果;切口角度计算方法可为同类工程提供经验和借鉴。

    2022年01期 v.28;No.125 99-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 623K]
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爆破器材与装备

  • 基于热爆炸理论的铵油炸药高温炮孔耐热行为预测

    郭子如;杜宝强;高中国;霍毅超;宋家旺;段晓兵;何志伟;刘锋;

    针对目前露天煤矿高温爆破使用铵油炸药情况,为探究高温炮孔中铵油炸药热爆炸临界温度,通过C80微量量热仪对2种铵油炸药进行实验得到热分解动力学参数,运用Semenov与Frank-Kamenetskii热爆炸模型分别对2种炸药在孔深为6 m和10 m、孔径为90 mm和200 mm下进行了热爆炸临界理论计算,并且计算了2种炸药不同温度下的热爆炸延滞期。结果表明:添加5%(质量分数)甲酰胺的耐热型铵油炸药比普通型铵油炸药自加速分解温度SADT高出约60℃;SADT温度随着孔径的增大而下降,Semenov模型中下降了5℃左右,Frank-Kamenetskii模型对孔径的敏感度更高,下降了约10℃,且耐热铵油炸药具有更长的延滞期,其在露天煤矿火区爆破中具有较好的耐热预期。

    2022年01期 v.28;No.125 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 213K]
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  • 截顶辅助药型罩对椭球罩射流成型影响研究

    贺浩锋;王志军;韩泽;李昊;

    为了研究截顶辅助药型罩的结构参数对椭球罩射流成型及侵彻性能的影响,运用仿真软件Autodyn-2D的Euler算法对其有限元模型进行数值模拟计算。结果表明:当辅助药型罩高度为2.5 mm,直径为15 mm时,截顶椭球罩形成的杆式射流具有最优的形态及侵彻性能,使用优化后的辅助药型罩结构侵彻混凝土靶板时,头部速度提升23.9%,射流长度提升15.9%,侵彻深度提升14.1%。研究结果可为椭球罩形成聚能射流研究提供参考。

    2022年01期 v.28;No.125 113-117+129页 [查看摘要][在线阅读][下载 625K]
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爆破监测与安全

  • 露天爆破事故分析与安全管理研究

    刘知言;陈银友;许艳生;

    露天爆破具有应用范围广、炸药用量多、安全风险高和受环境影响大的特点。为避免爆破作业发生安全事故或引发民事纠纷,在进行露天爆破作业安全事故统计并具体分析典型案例的基础上,基于《爆破安全规程》规定,对露天爆破有害效应给出了计算方法,同时提出了预防露天爆破事故的安全技术措施和安全管理措施,以期提高爆破作业人员的技术水平和安全意识,规范爆破作业行为,确保爆破本质安全和社会公共安全。

    2022年01期 v.28;No.125 118-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K]
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  • 隧道开挖爆破对临近既有建筑安全影响分析

    李岩松;罗利;杨根明;张立云;罗建勋;

    以省道205线老龙山隧道为工程背景,在考虑围岩产状影响的条件下利用萨道夫斯基爆破经验公式对老龙山隧道附近既有建筑的爆破影响进行了分析研究。采用最小二乘法对48组现场监测数据进行回归分析,分别得出了爆破振动传播方向与地层产状方向垂直时和平行时的萨道夫斯基爆破经验系数K、α,并以此绘制出两种情况下的爆破振速与距离关系曲线。结果表明:爆破振速沿地层产状垂直方向传播时比沿平行方向传播时大,爆破振动点距离建筑物越近这种趋势越明显,最大爆破振速沿地层产状垂直方向比沿平行方向提高了45.13%;浅孔毫秒延时光面爆破掘进法对爆破振动控制作用大,附近地表振动监测值均小于0.005 cm/s,远小于最小安全允许标准。研究结果可为城市周边爆破施工对既有建筑安全运行提供参考依据。

    2022年01期 v.28;No.125 123-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K]
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  • 基于萨式公式的冻结法爆破振速和安全药量控制研究

    李晓飞;李鹏宇;冯志敏;

    为探究爆破地震波传播规律以及实现对安全装药量的严格控制,基于萨道夫斯基公式,以某矿山爆破施工为研究对象,通过爆破振动测试和回归分析,研究了x、y和z方向的振动速度及安全药量。结果表明:在需保护的建(构)筑物附近进行钻爆开挖时,应按三向药量最小值进行药量控制。当开挖面掘进至冷冻管正下方时,冷冻管位置垂直方向的爆破振动速度最大,水平径向爆破振动速度次之,水平切向爆破振动速度最小,安全控制药量应小于20.73kg。研究结果以期对类似工程提供参考和借鉴。

    2022年01期 v.28;No.125 130-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • 上海中心城区大型爆破工程安全管理精细化探讨

    顾梅妮;

    针对上海中心城区拆除爆破环境严苛的情况,为了确保大型爆破工程安全起爆以及保证公共安全和舆论正确引导,以上海中环商务区复杂环境下的4栋百米高层爆破为研究对象。在爆破工程实施过程中,500 m半径范围内采用超宽频谱扫描技术(100~6 000 MHz)管控无人机,将警用红外多频谱无人机搜捕系统用于人员疏散检查;邀请上海地震局进行专业合作参与测振并在爆破后第一时间发出权威准确的信息等管理手段;爆破时实现了爆破区域上方净空,疏散系统无人机探测元的大小达到25μm,成像的清晰确保了爆破周边100 m地面范围人员真空,在保证待爆大楼安全落地的同时,达到了舆论正确引导、社会反映平稳的目的;本工程的成功实施说明,爆破工程从全系统角度进行精细化管理是今后爆破工程管理的发展方向。

    2022年01期 v.28;No.125 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
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会议通知

  • 第十三届国际爆破破岩学术会议将于10月召开

    <正>经研究决定,由爆破破岩国际组委会主办、中国爆破行业协会承办的第十三届国际爆破破岩学术会议(Fragblast 13)将于2022年10月17~19日在杭州召开。为在当前疫情影响的特殊情况下成功举办该会议,一是会议形式采取线上与线下进行,即外国代表以线上参会为主,中国代表以线下参会为主;二是会议期间举办的展览也采用线上形式;三是会前出版电子版和纸质版会议文集;四是取消会后技术参观活动。

    2022年01期 v.28;No.125 62页 [查看摘要][在线阅读][下载 54K]
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征稿征订

  • 《工程爆破》征稿征订启事

    <正>《工程爆破》(双月刊)是由中国有色金属工业协会主管,中国爆破行业协会主办的国内外公开发行的学术期刊,自1995年创刊至今已发行27卷。已被中国科学引文数据库、中文核心期刊、中国科技核心期刊、世界期刊影响力指数报告、JST数据库、俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、中国学术期刊(光盘版和网络版)、万方数据—数学化期刊群、超星期刊域出版平台、中文科技期刊数据库(维普)等收录,

    2022年01期 v.28;No.125 140页 [查看摘要][在线阅读][下载 60K]
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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。

    2022年01期 v.28;No.125 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 178K]
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增刊启事

  • 《工程爆破》2022年增刊征稿启事

    <正>根据国家期刊出版管理相关规定,为了满足我国爆破行业科研人员、工程技术人员及管理人员发表相关研究成果的需求,同时为进一步发挥《工程爆破》期刊在我国爆破行业的学术引领作用,《工程爆破》将出版2022年度增刊(刊号:ISNN1006-7051;CN11-3675/TD)。现将有关事项通知如下:

    2022年01期 v.28;No.125 141页 [查看摘要][在线阅读][下载 136K]
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