土中不耦合柱状装药的外部作用爆腔分析

基于现场爆破试验、爆炸应力波理论和爆生气体等熵方程,分析了土中不耦合垂直柱状药包外部作用的爆腔特性,将爆腔分为柱状空腔和半椭球腔两部分,并推演了柱状空腔半径和半椭球腔高度的理论计算公式。通过进行现场爆破试验和理论计算的对比分析,表明：柱状空腔半径比半椭球腔高度大,柱状空腔半径为8.5～15.3倍炮孔半径,半椭球腔高度为7.5～12.1倍炮孔半径。理论计算值与试验值较吻合,理论计算的柱状空腔半径的误差范围是5.2%～20.6%,理论计算的半椭球腔高度误差范围为2.0%～24.8%。同时表明：不耦合装药时药包周围空气间隙的大小对柱状空腔半径影响较大。     

土中垂直柱状药包的爆破成型试验研究

进行土体中不同直径垂直柱状药包的爆破试验,探讨了外部作用的爆破成型特点,分析了爆腔壁面爆炸裂隙空间展布,并得出爆破漏斗坑、爆腔及爆炸裂隙各尺寸参数与药包直径的变化关系。     

柱状装药的爆破漏斗破坏分析

运用爆炸冲击波和应力波的理论及其在岩石介质中的传播和反射规律,对球状装药产生的爆破破坏范围进行了研究,导出了球状药包的岩石爆破漏斗计算公式。应用Starfield迭加原理,推导确定了延长药包(柱状药包)爆破漏斗参数的理论解。     

不耦合装药爆破荷载作用时间研究

不耦合装药爆破因其可以较好地控制轮廓成型质量而被广泛使用。在进行爆破非流固耦合数值模拟时通常需要将爆破荷载简化成半经验、半理论的荷载形式施加到炮孔壁进行数值模拟,其中爆炸荷载的冲击波作用时间和爆生气体作用时间是两个关键输入参数。综合已有研究成果、动力有限元数值模拟和现场爆破试验的高速摄影数据对不耦合装药爆破荷载作用时间进行分析,初步得出不耦合装药爆破的冲击波作用时间约为几十微秒,爆生气体作用时间约为10 ms量级。     

水电坝基开挖中不同典型炮孔诱发振动的差异及其内因分析

明确水电坝基开挖中不同类型炮孔诱发振动的特性,对爆破振动安全控制具有重要的指导意义。通过现场试验比较了主爆孔、预裂孔和光爆孔三种典型炮孔诱发振动峰值(PPV)及振动主频(DF),并结合不同炮孔爆破作用边界条件的分析,借助数值模拟计算了不同爆破作用边界条件下岩石的动力响应特性,最后从爆炸能量分配与塑性区发展的角度,探讨了不同炮孔诱发振动差异的内因。研究结果表明:若单响药量与爆心距处于同一当量水平,预裂孔诱发的PPV及DF均相对大于主爆孔与光爆孔,而光爆孔诱发的PPV水平及DF与主爆孔大体相当;预裂孔一般先于主爆孔起爆,抵抗线较大,且多采用径向和轴向不耦合装药,由导爆索侧向引爆,其爆破损伤区和塑性区半径较小,消耗于岩石破碎的能量较少,转化为振动能的比例较大;光爆孔的装药结构及起爆方式与预裂孔相同,但其抵抗线较小,转化为振动能的比例及塑性区大小与主爆孔大体相当;爆破作用边界条件(装药结构、起爆方式及抵抗线等)的改变会导致爆炸能量分配及塑性区发展的不同,也是引起振动差异的内在因素。     

爆源因素对岩体开挖爆破振动频谱特性的影响研究

为了更好地控制爆破振动的影响,通过理论分析推导了三角形爆炸荷载的频域表达式及球状药包、长柱状药包爆炸诱发振动的频域解析解,并采用基于爆炸荷载等效模拟的动力有限元方法分析了单孔爆破诱发振动的主频衰减规律,在此基础上讨论了爆源因素对岩体开挖爆破振动频谱特性的影响。结果表明,爆源因素对爆破振动频谱构成及主频衰减规律具有一定的影响。爆破荷载上升时间主要影响爆破振动的频谱范围;爆破荷载持续时间、装药量及装药结构等因素主要影响爆破振动频谱的高低频成分比例及主频衰减速度。     

隔河岩水电站人工骨料开采爆破试验研究

本文就“如何降低隔河岩水电站混凝土人工骨料开采爆破大块率”这一课题进行了比较深入的研究,解决这一问题的关键是正确运用小抵抗线微差爆破技术。通过现场试验确定了合理的钻爆参数以及微差起爆方式,将爆破大块率从30％以上降低到5％以下,延米炮孔爆破方量从10～12立方米/米提高到16～20立方米/米。     

岩石爆破损伤范围及损伤分布特征模拟分析

为了研究岩石爆破损伤范围及损伤分布规律,基于LS-DYNA软件,采用HJC(Holmquist-Johnson-Cook)材料模型,探究了石灰岩爆破损伤范围随径向不耦合系数K增大的变化关系,接着对比分析了石灰岩、凝灰岩和花岗斑岩的爆破损伤分布规律,并用Logistic函数模型对损伤演化过程进行表征。结果表明:HJC模型在岩石爆破损伤模拟中具有很好的适用性;随着不耦合系数的增大,损伤半径与炮孔半径之比呈先快后慢的减小趋势;不同岩石的爆破损伤均呈反“S”形曲线衰减,但损伤分布特征存在一定差异性,石灰岩和凝灰岩的压碎区范围较大,与裂隙区界线清晰,而花岗斑岩压碎区范围较小,与裂隙区界线不明显。研究结果可为实际工程中爆破损伤的评估与控制提供一定参考。     

大型船闸开挖预裂爆破累积损伤特性及隔振效果分析

针对大型船闸预裂爆破开挖时中隔墩振动与损伤控制的问题,依托现场爆破试验,对比分析了不同段主爆孔诱发振动的峰值,采用数值模拟的方式,研究了不同段主爆孔的爆破累积损伤特性,分析了不同损伤范围下预裂缝的隔振效果,并对船闸爆破开挖方案进行了优化。研究结果表明:预裂爆破开挖中主爆孔爆破会对预裂缝附近岩体产生累积损伤,但会增强对后续主爆孔的隔振效果;随着预裂缝附近岩体累积损伤的增加,其隔振效果逐渐增强,并最终稳定在50%左右;爆破振动峰值(PPV)衰减幅度随着损伤宽度的增加而增加,当损伤宽度达到4 cm后,衰减幅度趋于平缓。大型船闸开挖中应综合考虑预裂爆破累积损伤特性及其隔振效果,可采用先拉槽增加侧向临空面与设置施工预裂缝的爆破开挖优化方案,进而保证开挖效果,并降低对保留岩体的扰动。     

耦合装药情况下台阶深孔爆破的数值模拟

结合LS-DYNA3D程序,介绍了动力有限单元法进行爆破数值模拟的理论,并利用程序做出两相邻炮孔耦合装药进行台阶深孔爆破的模型算例.与工程实践比较,计算结果基本合理,模拟方法可行.结果表明:数值模拟能得到较完备运动描述,能进行爆破有效应力的时程分析和爆破应力波传播的直观演示.     

鱼跳面板坝软岩坝料爆破开采与试验研究

通过鱼跳工地陡石梯料场和泄洪洞出口开挖施工现场,采用深孔梯段微差爆破技术进行了五场软岩料的爆破试验,对多种爆破试验参数条件下的试验成果进行了详细分析和研究,提出了软岩料爆破开采施工的建议参数。     

三峡二期下游围堰砼防渗墙复杂结构拆除爆破设计

三峡二期下游围堰拆除工程砼防渗墙部分墙段内有灌浆施工时预埋的灌浆钢管及固定钢管的保持架,这种结构在以往的围堰防渗墙爆破拆除工程中没有先例.工程进度要求2002年7月1日前完成爆破设计和爆破试验及现场所有准备工作,7月1日进行防渗墙拆除爆破,确保一次爆破成功.介绍了在总结以往经验基础上应用现场爆破试验成果所进行的砼防渗墙拆除爆破设计和爆破效果分析.     

江山市峡口水库发电输水隧洞进水口闸门竖井开挖爆破安全控制及评价

峡口水库发电输水隧洞进水口位置靠近坝体、厂房等建筑物,且周边岩体较为破碎.通过现场爆破振动试验制定了合理的爆破方案,并在爆破过程中实行爆破振动监测,按照监测结果及时调整爆破施工方案,达到对邻近建筑物进行保护的目的.     

湛江国储地下水封洞库工程主洞室顶拱层开挖爆破试验研究

爆破施工安全控制是大型地下储油(气)库开挖过程中需要解决的关键问题之一。以湛江地下水封石油洞库工程顶拱层开挖为例,通过现场爆破试验获取围岩振动及损伤监测数据,对爆破荷载作用下洞库围岩影响进行安全评价。试验结果表明:爆破后孔壁无明显爆生裂隙,半孔率符合技术要求,爆破振动速度小于安全控制标准,爆破影响深度控制较好,表明试验采用的光爆孔线装药密度及钻爆参数基本合理;各洞室交错爆破开挖,有利于控制主洞开挖爆破振动对邻洞的影响;需进一步将最大爆破单段药量控制在34 kg以内,以更好控制爆破振动。研究结果对大型地下水封洞库工程爆破设计、施工有参考价值。     

水介质耦合爆破中爆炸能量的传输特性研究

水介质耦合爆破能有效降低爆破负面效应,改善爆破效果。针对水介质耦合爆破,分析了水的动力学特性,理论推导了水介质耦合爆破时的炮孔孔壁峰值压力及能量传递过程,结合数值模拟得到了爆炸能量的传输特性,并与同种装药条件下的空气介质耦合进行了对比表明,装药结构相同时,水介质耦合装药传至岩体的能量比空气介质耦合装药高,且岩体为硬岩时能量传递效率差别更大;当岩体性质相同时,能量传递效率差异随着不耦合系数的增大而增大,不耦合系数由1.80增至2.81时,采用水介质耦合装药传至周围岩体的能量由空气介质耦合装药的4倍增至10倍。     

爆破荷载下软土地基动力响应离心模型试验研究

爆破挤淤处理软基技术具有施工工期短、固结沉降快、地基后期沉降小等优点,已广泛应用于淤泥质海岸工程的地基处理,但目前研究远落后于工程实践。随着爆破离心模拟技术的发展,实现了离心场外对场内引爆装置的控制,为爆破荷载下软土地基动力响应特性的研究提供试验手段。开展3组离心场中不同炸药量的爆破挤淤模型试验,研究爆破的影响区域,建立爆破荷载作用下的挤淤效果与炸药量的关系。试验结果表明,药包炸药量与爆破影响区域密切相关,爆破影响区软土含水率降低、密度增大,且爆破瞬间冲击荷载引起土压力和孔隙水压力的突变。研究成果可为爆破挤淤工程的设计和施工提供试验依据。     

液柱分离型水锤新空腔模型

为深入探讨液柱分离型水锤的模拟计算,通过改进离散空腔模型,提出了新空腔模型。新空腔模型考虑空腔处非满流的流态,根据前后管段的水流状态,将计算管段划分为7种类型,分别建立计算模块对空腔处管段进行分类计算,使其更为准确地计算空腔处的流量同时模拟空腔处的瞬变过程,并基于简单管路和复杂管路试验对新空腔模型进行了初步验证。结果表明,与DVCM相比,新空腔模型能够更准确地模拟瞬变过程中的压力波动和空腔形态、位置及空腔体积的变化,对水柱弥合过程的压力波动峰值的模拟更接近实测数据,有助于指导实际工程中的水锤安全防护。     

三峡临时船闸升船机基础槽挖爆破

临时船闸及升船机基础开挖总量达１４００万ｍ＾３有效工期仅１７．５个月，最大开挖高差１３０～１４０ｍ。二者间留有均宽３２ｍ的中隔墩（保留岩体）槽挖深度分别为２７ｍ，３８ｍ槽挖工程量分别是３０万ｍ＾３和５０万ｍ＾３。槽挖中采用高梯度段，大孔距小抵抗线孔间微差爆破，配合预裂（光面）爆破）取得了成功，爆渣粒径一般为４０～６０ｃｍ，两侧保留岩体无爆破裂隙，原生裂隙亦无张开现象，中隔墩安然无损。     

爆破荷载对隧洞围岩稳定的影响研究

该文以数值模拟为主要手段,研究隧洞爆破开挖施工引起的围岩动力响应及其对围岩稳定性的影响.研究表明,隧洞爆破开挖施工时,爆炸冲击荷载会在短时间内造成围岩的破坏,随后主要以爆破振动的形式作用于近区围岩.