理论研究与科学实验

• 露天爆破对邻近既有隧道影响的仿真分析

  贾永胜;司剑峰;韩传伟;黄小武;王洪刚;钱坤;黄炳林;

  邻近既有隧道的爆破工程施工会对隧道的安全稳定性产生影响，结合走马湖水系综合治理工程(鄂州机场配套项目)中2#山土石方爆破工程，采用LS-DYNA有限元计算软件对邻近开挖区域的既有城际铁路隧道振动响应进行数值模拟分析，结果表明隧道断面与爆源之间的距离是影响峰值爆破振动速度的关键因素，同时隧道口在边界效应影响下对爆破扰动更为敏感，且在同一断面下隧道顶部和侧方振动速度要高于底部区域，在工程施工过程中需结合爆破参数优化和爆破振动监测等手段重点关注距离爆源最近断面拱顶、拱腰和隧道出口处的影响。

  2023年03期 v.29;No.133 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1940K]
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• 初始应力下巷道围岩瞬态P波扰动响应研究

  陶明;郭陈响;赵瑞;

  为了解决工程现场中动态扰动对巷道围岩稳定性造成影响的问题，揭示动力扰动对地下结构破坏的理论机理，基于波函数展开法，求解了无初始应力状态下圆形巷道周边的动态应力分布。并通过LS-DYNA有限元软件研究了弹性巷道围岩中初始应力对动态应力集中的影响。在垂直方向应力为30 MPa和孔洞轴向方向应力为10 MPa条件下，分别取不同侧压系数，得到在无初始应力状态下和有初始应力状态下的圆形巷道周边的动态应力集中因子(DSCF)以及动态应力放大系数(DSAF)的分布。研究表明初始应力对圆形巷道动态响应的影响并不是简单的线性叠加，而是一个动态的应力平衡过程；初始应力状态下，DSCF的分布与无初始应力分布大致相同，在侧压系数为1时，孔边的最大DSCF较无初始应力状态下的增大了0.3左右；在初始应力状态下，孔边的应力变化会出现不规律的波动，在动载应力下降段，孔边将出现主应力的偏转和应力释放，导致急剧的应力变化；孔洞周边围岩的DSAF随侧压系数的增大而减小。

  2023年03期 v.29;No.133 8-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 2473K]
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• 非接触爆炸作用下预应力T型梁桥的动态响应研究

  陈代果;马宏昊;沈兆武;胡俊华;姚勇;邓勇军;

  为了研究T型梁桥在桥面中心非接触爆炸载荷作用下的破坏模式及动态响应，开展了非接触爆炸作用下的1∶10的缩尺实验，并结合数值模拟的方法对桥梁内部破坏情况以及桥梁破坏过程进行了深入的分析。结果表明：非接触爆炸作用下，T型桥梁主要表现为爆心下方局部破坏模式，其中桥面板的破坏区域较小，横隔板以及腹板的底部破坏范围较大，整体破坏呈现为圆锥形的破坏区域。

  2023年03期 v.29;No.133 17-23+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 2234K]
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• 高温后对硅质砂岩的动态力学性能研究

  刘少坤;李清;黄晨;

  为研究高温作用后硅质砂岩的动态力学性能，采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置系统对硅质砂岩在常温(25℃)以及200、400、600、800℃进行动态冲击压缩实验，研究硅质砂岩经不同高温冷却后的动态力学特性。结果表明：不同高温后硅质砂岩在动态冲击作用下压缩应力-应变曲线有明显的非线性特征；峰值应力、峰值应变与应变率之间呈正相关线性关系；200℃时对峰值应力有加强作用，后随温度的升高对峰值应力有削弱作用，800℃时削弱最明显；200℃时对峰值应变有削弱作用，后随温度的升高对峰值应变增强作用明显；在200～400℃时对弹性模量的影响不大，后随温度的升高呈下降趋势。

  2023年03期 v.29;No.133 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K]
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• 热处理对花岗闪长岩静动态抗拉强度的影响

  王月华;冒刘燕;

  为了研究热处理对花岗闪长岩静、动态抗拉强度的影响，首先对加工好的花岗闪长岩试样进行了额定温度为25～800℃的热处理，同时采用工业CT系统对热处理后的圆盘试样进行了扫描和三维图像重构，然后采用分离式的霍普金森压杆(SHPB)和电液伺服液压系统对比测试了热处理后花岗闪长岩的静、动态抗拉强度，最后采用扫描电子显微镜(SEM)对静态拉伸破坏后的试样的断面形貌特征进行了扫描，探讨了高温对花岗闪长岩微观结构的改变。结果表明：热处理会显著劣化花岗闪长岩的物理和静、动态抗拉性能，花岗闪长岩的质量、密度、纵波波速和静、动态抗拉强度均随着热处理温度的上升而不断下降，体积和孔隙率则随着热处理温度的上升不断增加，在400～600℃之间存在花岗闪长岩热损伤的临界温度，超过此临界温度后，试样内部沿晶裂纹和孔隙会大量增加，物理、力学性质的劣化加速。

  2023年03期 v.29;No.133 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2532K]
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• 富水矿山炮孔含水量对爆破效果的影响分析

  吴仁慈;汪海波;高朋飞;王鑫;张文明;

  为探究不耦合装药下炮孔内不同含水量对爆破的影响，选取不耦合系数为1.27,利用ANSYS/LS-DYNA软件，在装药相同的情况下建立6种不同含水量的三维单孔爆破模型。通过应力云图和模拟数据对含有不同含水量的水作为不耦合介质进行分析比较，从而确定最佳含水以优化富水环境下爆破参数和效果。结果表明：炮孔含水量为15%的时候，爆破后的应力分布和能量传递效果较好，并且含水的部位明显比空气部位具有更好能量传递作用，研究结果可为富水环境下的露天矿开采提供理论依据。

  2023年03期 v.29;No.133 39-45+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1689K]
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• 动载下尾砂胶结充填体的损伤规律与本构关系研究

  秦梨;邓涛;张成良;廖元欢;周成;

  为研究胶结充填体在冲击载荷下峰后破坏特征及损伤演化规律，通过对灰砂比为1∶4,1∶6,1∶8和1∶10的充填体试件进行单轴冲击试验，探索充填体在冲击荷载下的力学特性。基于weibull分布统计损伤理论，引入裂纹闭合系数(h),构建了Weibull分布的裂纹闭合效应的充填体损伤本构模型，结合试验曲线分析充填体的损伤演化规律，并分别探讨了Weibull参数的物理意义。研究表明：不同灰砂比的损伤发展趋势均呈倾斜拉伸的“S”型，在峰后阶段，同等应变条件下，高配比试样损伤变量值大于低配比试样损伤变量值，表明在一定承载范围内，低配比的充填体反而能更好地发挥峰后承载能力。当h=0.98时，由损伤本构模型得到的理论预测曲线与试验曲线具有较高的吻合度；且损伤演化方程也能很好地反映充填体损伤破裂的全过程。

  2023年03期 v.29;No.133 46-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K]
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• 平行掏槽孔内延时爆破技术的SPH-FEM数值模拟

  陈一曦;钟明寿;刘影;谢兴博;张宇鹏;

  为了研究孔内分段延时起爆技术中延时时间对掏槽抛掷效果以及对岩石毁伤作用的影响，在LS-DYNA显式动力分析平台内运用SPH-FEM耦合法建立孔内分段延时爆破的三维数据模型，通过对比分析了在掏槽爆破过程中的孔内分段延时起爆下爆破产物抛掷过程，耦合效果以及掏槽演化效果，观察了爆破岩体所受到的破坏及其特征。掏槽爆破模型结果表明：在平行掏槽孔内进行分段装药时，单段药柱承载的预爆岩体减少，前端装药可为后端装药提供新的自由面，减小了掏槽爆破中岩石的挟制作用。在延时起爆时，前端装药抛掷岩石的主体脱离预爆岩体的时间约为12 ms。后端装药的延时起爆相较多段装药同时起爆显著降低了外层岩体的最大抛掷速度，有效减小了抛掷距离。

  2023年03期 v.29;No.133 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2625K]
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• 基于物质点法的单开孔爆炸分离数值模拟

  朱宇;王猛;费广磊;何志杰;李冉;陈刚;

  为了研究采用单开孔装药结构下爆炸分离钛合金板的过程，基于物质点法建立了钛合金爆炸分离的数值模型，利用Petri网进行建模分析，通过Fortran程序语言自编物质点程序对爆炸分离过程进行了仿真，将程序计算结果与现有商用软件AUTODYN以及真实试验结果进行对比，得到了不同时刻下钛合金板应力分布状况，分析了板材断裂过程。通过运用Mises屈服准则进行断裂判定，并对比了模拟与试验的板材损伤程度。结果表明：物质点法适用于爆炸分离试验，其模拟结果与试验结果基本吻合，采用单孔14 mm炮孔直径进行爆炸分离时，钛合金板能被完全分离，且板材两侧损伤较大。

  2023年03期 v.29;No.133 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2032K]
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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,由谢先启院士担任总编辑和编委会主任委员,由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。主要栏目:理论研究与科学实验、岩土爆破、拆除爆破、爆破监测与安全、爆破器材与装备、水下爆破、特种爆破、科技简讯等。二、投稿须知1)请勿一稿多投,文责自负,稿件须符合《中华人民共和国著作权法》相关规定;来稿须不涉及国家机密及所在单位机密,符合相关法律规定。2)来稿须以学术性、实用性为特色,具有创新性、科学性和准确性。

  2023年03期 v.29;No.133 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K]
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岩土爆破

• 基于模糊数学的黄台隧道深埋段岩爆预测

  施建俊;郭书成;张伟;

  为了研究黄台隧道围岩岩爆的倾向性，对该隧道3个不同埋深测点处的岩样开展室内岩石力学试验，并根据其全应力-应变曲线分析试样基本力学参数；结合室内试验结果，运用陶振宇判据、冲击能量指数、弹性能量指数、岩石脆性系数、能量储耗指标5种不同岩爆评价指标分别对岩爆倾向性进行单一指标评价，但预测结果具有一定离散性；为综合不同评价因素，引入模糊数学多因素综合评价方法，对各单项指标评价结果进行综合评判。结果表明：黄台隧道不同埋深处均具有发生岩爆的可能性，总体具有发生弱岩爆和中等岩爆的倾向。该研究可对黄台隧道开挖施工和岩爆防治提供参考依据。

  2023年03期 v.29;No.133 71-79+146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K]
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• 现场混装乳化炸药在地下铁矿的爆破漏斗试验及应用

  张阳;王利军;陈国瑞;田丰;张文东;李月喜;魏林振;

  针对杏山铁矿在掘进作业中“自动化减人、机械化代人”的技术需求，研制了乳化炸药现场混装设备用于掘进爆破。由于混装炸药与传统卷药在装药结构与敏化方式上的显著区别，为获取有效的爆破参数，根据利文斯顿爆破漏斗理论，制作混装炸药药包，对爆后形成的爆破漏斗半径进行测量并利用3D建模获得漏斗体积。通过爆破漏斗试验，得到了该类炸药在杏山铁矿矿岩区的爆破漏斗最佳埋深比为0.584,应变能系数为1.20 m/kg~(1/3),当孔内装药量为4 kg时，炮孔间距不宜超过1.13 m等技术参数，并应用于指导掘进爆破作业的参数设计。研究表明，爆破漏斗试验为杏山铁矿的掘进作业提供了有效的技术支撑。

  2023年03期 v.29;No.133 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1151K]
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• 隧道爆破作用下邻近高层框架结构动力响应研究

  马义全;周传波;蒋楠;

  为分析隧道爆破振动作用下高层框架结构的动力响应特征，确保城市地铁隧道开挖过程中邻近建筑的安全稳定，依托武汉地铁8号线洪山站-小洪山站区间大断面隧道爆破开挖工程，采用动力有限元软件建立三维数值模型，结合现场振动监测数据验证计算模型及其方法的可靠性；通过框架结构爆破动力响应数值模拟计算，得出了框架结构峰值振速和最大主应力峰值随高程变化的分布特征，以及楼层高度改变时高程放大系数的变化规律。研究结果表明：高层框架结构垂向振速沿层高方向呈先减小后增大的变化规律，一层、高层均存在放大效应；高程放大系数随总层高的增加逐渐减小；建筑侧下方未形成空洞时隧道爆破对结构的影响最大，爆心距最小的柱上最大主应力峰值最大。

  2023年03期 v.29;No.133 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2451K]
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• 隧道爆破下邻近管道动力响应的数值模拟

  张雨晨;王海亮;石晨晨;丁新宇;赵军;

  为了保证埋地输油管道在邻近隧道爆破施工时的安全性，以青岛胶州湾第二海底隧道黄岛段斜井工程下穿油港厂区的隧道爆破工程为背景，建立ANSYS/LS-DYNA三维有限元数值计算模型，利用流固耦合方法模拟隧道爆破振动对输油管道的影响。结果表明：隧道爆破作用下炮孔正上方管道截面振动速度与有效应力分布均为底部最大、顶部次之、腰部最小，输油管道的有效应力和振动速度会随着起爆药量的增加而增大，但增量逐渐减小。通过回归拟合建立输油管道底部振动速度与有效应力、上部地表振动速度关系模型，计算输油管道最大许用应力为14.175 MPa,目前爆破方案下输油管道安全性不受影响，综合分析选取3.0 cm/s为本工程中的地表安全允许振动速度，为后续爆破方案优化提供参考。

  2023年03期 v.29;No.133 95-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2557K]
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• MWD技术在隧道爆破中的研究与应用

  周洋;邱敏;姬付全;杨钊;詹才钊;赵旭;朱俊涛;

  钻爆法是隧道工程中最常见的岩石破碎方法，其作业效率很大程度上取决于岩体的强度特性和结构特性。对比常规钻探取心和地球物理探测技术的基础上，叙述了一种更快速、更廉价地获取地质信息的勘探技术——随钻测量技术(MWD)。综述了2种利用随钻测量技术评估钻爆作业炸药单耗的方法：一是首先利用随钻参数判别岩体质量，进而判断岩体可爆性、估算炸药单耗；二是直接利用随钻参数，建立随钻参数与炸药单耗之间的相互关系。之后介绍了随钻测量技术在隧道工程领域的应用以及取得的成效，总结了随钻测量研究与应用过程中所面临的困难与挑战，并给出了结论与建议。

  2023年03期 v.29;No.133 106-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2062K]
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拆除爆破

• 钢筋砼烟囱拆除爆破切口高度优选及效果分析

  叶海旺;吴家鹏;郑长青;许松;傅建秋;罗伟涛;

  为进一步研究复杂环境下垃圾焚烧厂100 m钢筋砼烟囱的最佳爆破切口高度，采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA分别对爆破切口高度为1.5、2.0和2.5 m 3种工况进行数值模拟，对比分析烟囱爆破倒塌姿态与最大水平位移，结合该烟囱自身结构与现场环境，采用上半部57 m拆除爆破、下半部43m机械拆除的方式。结果表明，爆破最优切口高度为2.0 m;通过对烟囱倒塌和解体过程图像分析可知，烟囱的爆破倒塌解体过程较为理想且符合工程实际，数值模拟结果与实际爆破效果高度吻合，可为同类拆除爆破提供经验。

  2023年03期 v.29;No.133 117-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1306K]
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• 180 m同轴超高复杂结构烟囱拆除爆破

  罗宁;柴亚博;杨振;王结飞;袁翊硕;牟恭雨;

  为了爆破拆除由183 m高钢结构内筒和外部180 m高钢筋混凝土烟囱组成复杂结构钢内筒混凝土烟囱，通过综合考量该烟囱的复杂结构特点、工程周边环境、施工安全等关键因素，最终确定采用外部结构定向控制爆破、钢内筒结构聚能切割的相结合方法，异步整体一次爆破拆除技术方案。首先对该烟囱两部分筒体进行切口预处理，根据其结构特征，外部钢筋混凝土烟囱类梯形切口加定向窗设计、内部钢筒采用梯形切口并且预留对称支撑结构，并且将烟囱内筒已有的检修平台使用槽钢与钢内筒焊接在一起，烟道口处的钢内筒与混凝土外壁的导流板进行加固，确保拆除爆破时形成协同定向导向作用。考虑到钢内筒的钢筒壁薄、强度高、韧性大等特点，优化爆破拆除时差确定选择精度高的数码电子雷管进行分部分段起爆，确保其倒塌时序实现完美同步定向拆除爆破。最后通过设计防护网、减振沟、减振堤等减小倒塌烟囱触地振动及飞石。结果表明：总体爆破设计方案合理，爆破效果达到预期目标，该工程爆破技术应用及创新设计可为类似工程提供重要参考。

  2023年03期 v.29;No.133 123-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2095K]
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爆破监测与安全

• 爆炸物品公共安全管理标准体系研究

  章文义;沈云;徐子翔;

  为了提升爆炸物品公共安全管理水平，促进爆炸物品公共安全管理标准化建设，针对爆炸物品公共安全管理标准体系构建的背景和过程，指出了标准体系在爆炸物品公共安全管理标准化过程中的基础性和指导性作用，提出了爆炸物品公共安全管理标准体系的架构和分类、分级方法。爆炸物品公共安全管理标准体系可分为基础标准、技术标准和管理标准3类，基础标准因数量较少不再分级，技术标准和管理标准均下设4个类目，对纳入标准体系的具体标准按照分类提出了具体建议，可为爆炸物品公共安全管理标准体系构建提供参考。

  2023年03期 v.29;No.133 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 892K]
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• 新建上跨既有隧道爆破振速安全阈值研究

  刘公剑;张庆彬;

  为研究新建隧道爆破开挖对下方既有隧道衬砌结构的影响特性和控制标准，基于应力波理论分析了应力波在不同介质间传播的透射规律，根据二衬结构的抗拉和抗剪强度，分别推导出既有隧道二衬结构受上方新建隧道爆破开挖影响的振动控制标准。结果表明：爆破应力波对既有隧道二衬结构的破坏效应中P波占主导地位；应力波入射角度与衬砌结构临界安全振动速度呈正相关，临界安全振动速度随入射角的增大而增加；当应力波入射角度相同时，既有隧道二衬结构发生极限抗拉破坏的振动速度小于极限抗剪破坏时的振动速度，二衬结构以抗拉破坏为主；且既有隧道二衬结构发生极限破坏时的最小振动速度出现在拱顶处，最小振动速度安全阈值为15.15 cm/s。

  2023年03期 v.29;No.133 137-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1949K]
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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,由谢先启院士担任总编辑和主任委员,由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。《工程爆破》为中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊、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(WJCI)。被日本科学技术振兴机构中国文献数据库(JST China)、俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、中国知网全文数据库、中文科技期刊数据库(维普)、万方数据库、超星域出版期刊库等收录。为中国科技期刊卓越行动计划集群化试点项目期刊,入选有色金属领域高质量科技期刊分级目录,是中国有色金属优秀出版物。

  2023年03期 v.29;No.133 147页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K]
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