理论研究与科学实验

  • 碳纤维复合材料编织板的爆炸分离研究

    胡坤伦;薛克军;何志杰;赵康;夏治园;宋凡平;韩体飞;

    为探究碳纤维复合材料编织板的爆炸分离方法,通过C型聚能装药结构、线性聚能切割器2种切断方法进行试验探究,并利用AUTODYN软件进行数值模拟,分析切口处粒子飞散速度,结合Tsai-Wu张量强度准则分析复合板断裂程度。试验结果表明:C型聚能装药结构和线性聚能切割器均能成功切断复合板,C型聚能装药结构由一次强激波压缩切断复合板,切口较为平整;线性聚能切割器由于未设炸高,在未充分形成的射流和拉伸波的作用下,导致切口有较大损伤,没有C型聚能装药结构切口平整。模拟结果表明复合板在分离过程中经历了4个阶段,切口粒子形成2次峰值速度;由Tsai-Wu张量计算出复合板断裂完全,各个监测点的F值都比恰好断裂的时的F值大2~8倍左右,试验药量较大,应适当减少药量,为今后的优化试验奠定了基础。

    2022年04期 v.28 1-6+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  • 基于FDM的爆破振动信号分析

    王海龙;柏皓博;赵岩;王晟华;

    为提高爆破振动信号分析精度,针对其非平稳、非线性的特点,基于傅里叶分解理论展开研究。将爆破振动信号中有效信息分解到不同频率范围内,得到不同频率范围内爆破振动信号的细节特征。对分解所得优势分量进行重组后,进行时频分析。结果表明:经傅里叶分解处理后的重构信号在时域和频域上均具有很好的分辨率;傅里叶分解理论的应用可以避免模态混叠现象,提取指定频率区间的模态分量,提高爆破振动信号分析的准确性。

    2022年04期 v.28 7-13+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 526K]
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  • 岩石冲击破碎能量特征研究进展

    高锋;甘德清;郭君;甘泽;

    从岩石冲击破碎能量与破碎程度关系、岩石冲击破碎能量与尺寸效应和岩石破碎能量的计算模型等3个方面总结论述了岩石冲击破碎能量特征的研究进展,指出了当前研究存在的问题。结果表明:破碎产品平均粒度与细度越小、产品粒度分布越均匀,单位破碎能越大;岩石初始尺寸和形状显著影响岩石单位破碎能,岩石初始尺寸越大、形状越不规则,单位破碎能越小;岩石破碎能量计算模型可分为未考虑粒度分布和考虑粒度分布2种情况;岩石冲击破碎能量特征研究的方向为结合岩石物理力学性质,建立岩石单位破碎能与破碎程度参数的多指标关系模型,揭示初始尺寸和形状对单位破碎能的耦合影响规律,进而构建基于岩石力学参数、初始粒度与初始分布参数、破碎产品粒度与产品分布参数的破碎能量计算模型,实现岩石单位破碎能量的准确预算,为矿山改革破碎工艺实现节能增效提供可靠的理论基础。

    2022年04期 v.28 14-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 不同围压条件下砂岩动态剪切特性数值模拟分析

    朱看远 ;赵格立 ;徐颖 ;江丽媛 ;

    岩石的剪切破坏是工程爆破中常见的破坏模式,因此对岩石的动态剪切强度的测定具有重要意义。而深部岩石的破坏则需考虑围压条件,但目前普遍是在较低围压条件下(<20 MPa)研究岩石的动态剪切特性。为研究更高围压条件下(>20 MPa)岩石的动态剪特性,基于ABAQUS有限元软件,采用Drucker-Prager(D-P)塑性模型,结合率相关性,对低围压条件下分离式霍普金森压杆动态冲剪实验进行模拟,并从力平衡、加载率、岩样的破碎特征和剪切强度方面与实验结果进行了对比分析,研究表明:基于ABAQUS的数值模拟方法能够重现冲剪实验现象;D-P模型能较好的反映岩石的剪切强度特性和破裂特征,与实验结果相符。以上结果验证了模拟方法以及模型参数的合理性和适用性。在此基础上,对更高围压下的砂岩的冲剪特性进行了预测性的模拟研究。结果显示:更高围压条件下,随着围压的增大,岩样的破裂裂纹减少;加载率相差不大的情况下,岩样的剪切强度随围压的增大而增大;围压一定的情况下,岩样的动态剪切强度随着加载率的增大而增大。

    2022年04期 v.28 25-33+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 583K]
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  • 不同含水率下金沙峡水电站灰岩动力学特性研究

    贾汝铎;许汉华;

    水-岩作用引起的岩体强度劣化在水利工程中备受关注。为研究不同含水率金沙峡水电站灰岩动力学特征,利用分离式霍普金森压杆对不同含水率灰岩进行动态冲击试验,分析了灰岩动态应力-应变形态、力学参数劣化及微观结构特征。结果表明,含水率对动态应力-应变曲线具有显著影响,含水率增大时曲线路径相对缩短;平均动态峰值应力、动态应变及弹性模量与含水率呈负相关。随含水率增大,水-岩溶蚀导致灰岩产生大量微裂隙,引起声波能量的耗散增加,波速随含水率增大呈一阶指数函数衰减。不同含水率下灰岩的软化程度具有显著差别,软化系数呈对数函数增大;水-岩溶蚀加剧了内部结构软化,灰岩内部微观结构大致由密实胶结结构向多孔隙疏松的微观结构过渡,溶蚀孔隙数量增多、尺寸增大。

    2022年04期 v.28 34-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 630K]
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岩土爆破

  • 大规模基坑群爆破施工技术与管理

    许垅清;张中雷;王林桂;孙钰杰;陈源;

    针对大规模基坑群数量多、基坑开挖尺寸多样、爆破周边环境复杂及建基面质量要求高等难点,依托舟山绿色石化基地炼化园区基坑爆破工程,采用建基面复合消能爆破技术和精细爆破理念,陆续开展了多次生产性对比试验,结果表明,在超欠挖20 cm范围内,消能区相较于常规区占比平均值提幅6.2%;超欠挖20 cm以上区域,消能区相较于常规区占比平均值降幅13.4%;消能区岩体的平均损伤深度较常规区减少了21.4%。历时1年施工,大规模基坑群爆破开挖未对周边石油炼化装置造成任何影响,建基面总体合格率达到90%,可为类似大规模基坑爆破开挖提供借鉴。

    2022年04期 v.28 44-50+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K]
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  • 某废弃矿区场地平整控制爆破安全技术

    方义;

    为了解决复杂环境下土岩爆破无法采用开挖减振沟槽、实施预裂爆破控制爆破振动和飞散物的问题,以某废弃矿区场地平整爆破项目为研究对象,通过分析周围环境和施工进度要求,采用浅孔控制爆破方法,使用数码电子雷管精准控制延时时间,实现孔内分层延时,逐孔起爆。同时对爆破作业面进行防护、布设减振孔控制爆破振动和爆破飞散物。实践表明通过合理的设置爆破参数,可以解决复杂环境下坚硬岩石的爆破开挖问题,以期为同类工程的施工提供一些参考。

    2022年04期 v.28 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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拆除爆破

  • 楼房拆除爆破降振和解体优化

    罗福友;颜嘉俊;刘成敏;王云茂;肖国喜;陶明;

    为有效降低复杂环境下楼房拆除爆破引起的振动,提出将分块斜线起爆网路应用于纵向倒塌的爆破技术。分块斜线起爆网路利用数码电子雷管延时精确的特性在空间与时间上将楼体划分成几个区域,爆破过程中拉应力与剪应力共同作用下完成楼房解体;纵向倒塌技术使楼房向窄边定向倾倒,能有效减小爆堆散落面积,对楼房解体要求更高,为狭小空间爆破提供可能性。爆破效果表明:分块斜线起爆网路应用于纵向倒塌的爆破技术,使得楼房按设定好的起爆网路分块倒塌,且整个倒塌过程因剪切、牵扯和挤压等力的共同作用,使得楼体空中解体效果良好,且爆堆散落距离短;有效控制了爆破振动等有害效应的产生。

    2022年04期 v.28 56-61+107页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 高层楼房单向折叠拆除爆破

    张斌;刘嵩;盖四海;吴江;付雷;

    为缩短楼房倒塌距离、防止后坐、减少爆破飞石对相邻建筑物的影响,针对复杂环境下异型截面非对称支撑剪力墙结构楼房拆除爆破,采用双切口单向折叠爆破技术,通过优化2个爆破切口延时、采取近体防护和被动防护、开挖减振沟等措施,有效缩短了楼房倒塌距离、减少了爆破振动、爆破飞石。采用了数码电子雷管—导爆管雷管复合爆破网路,确保爆破网路的可靠。对城市控制爆破拆除及其他复杂环境爆破作业有较好的参考作用,可为同类工程提供借鉴。

    2022年04期 v.28 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
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  • 复杂环境下低层框架结构楼房拆除爆破

    王贵;王渊;孙国利;马保才;魏正;

    画舫建筑为钢筋混凝土框架结构楼房,位于乌兰木伦湖景区的河道水面上。汛期来临,为保证河道畅通,鄂尔多斯市政府决定对其予以拆除。综合施工环境、楼房结构特征等情况,提出了定向倒塌、单向折叠、三角形切口的拆除爆破方案。采用可靠的爆破参数设计、合理的预处理、复式的起爆网路,成功地拆除了画舫建筑。爆后检查,楼房解体和破碎较为充分,同时爆破振动监测数据表明未对周边建筑物造成危害,取得了良好的爆破效果。画舫建筑的成功拆除对类似复杂环境下低层框架结构楼房拆除具有一定的工程借鉴意义。

    2022年04期 v.28 68-72+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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特种爆破

  • 直径186 mm CO_2致裂器在露天铁矿开采中的应用

    杨海斌;郭宝江;李继红;张风军;王尹军;

    为了将CO_2爆破技术推广应用到露天铁矿开采以减少爆破振动和飞石等危害,研制了可重复使用的直径186 mm的大型致裂器,并在河北省某铁矿开采中开展了试验性应用。结果表明试验达到了预期的爆破松动效果,单根致裂器爆破方量126 m~3。连续3个多月的施工,共开采了2.5×10~5 t矿石,使用致裂器900多根次,未对100 m外的养殖场产生影响,表现出有害效应小、做功能力较大、爆破效果好、成本适中等优点,表明该型CO_2致裂器适合于露天铁矿开采。

    2022年04期 v.28 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 548K]
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  • 致裂器对液态CO_2相变破岩的功效影响分析

    肖婷;欧玉峰;

    为了研究致裂器因素对液态CO_2相变破岩功效的影响,利用现场应用及统计分析的方法,结合CO_2相变工作的工况分析,对国内目前几种典型的致裂器,从其部件适配性、致裂管结构及工作原理、应用工艺等方面进行分析研究。结果表明:致裂器的部件适配性、整体的稳定性及安全性直接与破岩的作业效率、宏观效果等方面紧密关联,甚至关系到破岩结果的成败,致裂器是影响液态CO_2相变破岩功效的关键因素。最后基于国内主流致裂管目前存在的不足,提出了致裂管的改进和发展趋势。

    2022年04期 v.28 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K]
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爆破器材与装备

  • 10 kg TNT当量爆炸塔结构设计

    李海彬;安逸舟;王瑞;王洪涛;

    为简便明了地进行爆炸塔的结构计算和设计,对10 kg TNT爆炸塔的结构设计步骤、荷载组合系数的取值、等效静荷载的确定和构件内力计算进行论述。对于圆壳形结构,从不同维度取单元体进行简化,并采用手册算法、理正计算软件和ABAQUS软件进行构件内力的计算和有限元模拟,互相印证计算结果的可靠性。结果表明:由于基本假定的差异,应根据基本组合、地震组合和爆炸荷载参与的偶然组合的计算结果分别进行构件设计,取三者的包络值。用取单元体的简化方法,借助常用的结构设计工具,可以方便地计算复杂的圆壳形结构。门洞对塔壁的削弱,引起局部应力集中和变形,需要设置暗梁、暗柱予以加强。

    2022年04期 v.28 84-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 648K]
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  • 基于弹道威力摆的工业炸药作功能力试验方法的研究

    何振;

    为了研究基于弹道威力摆的工业炸药作功能力试验方法,利用弹道威力摆试验装置对具有雷管感度的工业炸药进行了作功能力测试,并与铅(土寿)法测试结果进行了对比分析。结果表明,弹道威力摆法测试结果的平行差小于0.22°,具有较好的精密度;2种方法之间的能量相关系数为0.98,具有良好的线性关系。该方法是一种简单、准确、可靠的工业炸药作功能力试验方法。

    2022年04期 v.28 92-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
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  • 改进型多孔粒状铵油炸药生产工艺的设计

    牛斌;李仕洪;

    为了提高多孔粒状铵油炸药的爆炸性能和储存性能,在分析国内生产技术现状的基础上,设计了一种固定式多孔粒状铵油炸药生产线生产工艺。该工艺采用热敏热混方法,用复合油相替代单一的柴油,并加入适量的稻糠或木粉调节炸药氧平衡和密度,以提高铵油炸药的混匀度和稳定性,降低产品成本,提高产品综合性能。试验结果表明,改进后的多孔粒状铵油炸药爆炸性能基本能够达到粉状改性铵油炸药的质量水平,兼具了普通多孔粒状铵油炸药与液混式膨化硝铵炸药和改性铵油炸药的优点,具有较好的推广应用前景。

    2022年04期 v.28 96-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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爆破监测与安全

  • 炸药在水介质中殉爆特性分析

    刘晓文;高玉刚;

    水介质中炸药的殉爆特性研究对炸药生产线设计和水下兵器设计与安全性能评价有着重要的指导意义。通过查阅国内外关于炸药殉爆及水介质中殉爆的相关研究资料,介绍了殉爆机理、殉爆影响因素、水下殉爆试验方法和水下冲击波传播特性。得出相同条件下,炸药在水中的殉爆距离比在空气中大,被发装药的殉爆可能性随着主发装药的质量增大而增大;炸药量相同,药包中心距离相同,水中爆炸时产生的冲击波峰值压力更大;在自由界面效应的作用下,冲击波的反射与透射会影响殉爆距离。

    2022年04期 v.28 102-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • 数码电子雷管在预裂爆破中的应用研究

    崔立明;隋湘滨;周义德;

    为消除预裂爆破冲击波对周围环境的危害,并消除预裂爆破齐发爆破药量大引起的振动危害,同时为了保证预裂爆破的效果,保证主爆体和保留体有效分离,保证边坡稳定和围岩的原岩强度不受影响,保证隧道的永久安全使用,通过对预裂爆破作用机理的深入研究,引入了数码电子雷管。利用数码电子雷管具备的延时精准可调的特性,每个预裂炮孔中装入一个数码电子雷管,并把齐爆的预裂孔划分成多个单元,编制一次性齐爆的电爆网路,代替了使用导爆索编制的导爆索网路进行预裂爆破。通过多次试验发现,数码电子雷管延时准确,同步性好,保证了每个齐爆单元的同时性和一致性,完全满足预裂爆破的机理要求;爆破后预裂面光滑平整、半孔率高;爆破冲击波彻底消除,振动大幅降低。经研究表明,数码电子雷管性能优越,在预裂爆破中完全可以替代导爆索;使用数码电子雷管进行预裂爆破可从源头上彻底消除冲击波和振动危害;数码电子雷管扩大了预裂爆破的应用范围,在复杂环境下发挥了独特和无可替代的作用,推动了预裂爆破技术的发展。

    2022年04期 v.28 108-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 邻近高陡边坡采矿爆破振动规律及边坡稳定性分析

    吴礼军;徐文彬;

    对邻近高陡边坡的矿产资源进行回采,需要保证高陡边坡的稳定性。为研究回采时的爆破振动规律及边坡稳定性,通过爆破振动测试仪对矿山边坡建筑物的主振频率及质点振动速度进行采集,并对采集数据进行回归分析,得到该边坡爆破振动衰减规律。同时使用Geo-studio软件对高陡边坡下矿体开采对边坡稳定性的影响进行数值模拟,得到不同开采阶段边坡的稳定性。研究结果表明:爆破振动质点振速在水平径向方向振速最大,所有振速均在安全范围内,对边坡上的建筑设施无破坏性影响。数值模拟结果表明矿体开采过程中边坡均为安全Ⅰ级,均处在稳定状态,可使用现有采矿工艺对高陡边坡下矿体进行开采。

    2022年04期 v.28 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 433K]
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  • 复杂环境下露天矿山爆破及安全控制

    汪飞;

    为安全有效地实现鹅仔岭石灰石矿山露天台阶爆破,针对施工环境复杂、爆破技术难度较大等技术难点,在爆破安全控制方面结合该工程周边环境、岩体特性等情况,通过选取三角式布孔、连续装药结构、排孔分别延时起爆等技术方案,优化爆破参数和爆破网路,最终顺利实施了露天台阶爆破。爆破取得了良好的爆破效果,未对周围建筑物产生较大影响,爆破振动、飞石飞散距离、粉尘危害均在安全控制范围内,可为其他类似复杂环境下的爆破工程提供一定的参考。

    2022年04期 v.28 120-124+130页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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  • 浓度对微米级铝粉爆炸压力的影响

    冯倩;

    为了研究铝粉尘浓度对爆炸压力的影响,通过搭建大型水平圆管爆炸装置,分析了铝粉尘爆炸时爆炸压力随浓度的变化规律。实验结果表明:甲烷爆炸的冲击波和火焰能有效地引燃铝粉,使其发生二次爆炸,并大大增强爆炸的冲击力;铝粉粒径不变,浓度分别为200、300、400、500、600 g/m~(3 )时,爆炸峰值压力随着浓度的增大先上升后减小。工业生产中,一方面要防止多相可燃物并存,引发连锁反应;另一方面要及时清理降尘,防止粉尘发生积聚,形成高浓度粉尘云。

    2022年04期 v.28 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K]
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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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征稿征订

  • 工程爆破 欢迎订阅 欢迎投稿

    <正>《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04期 v.28 131页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
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