粘弹性岩体中的爆炸应力波

本文从理论上研究了粘弹性岩体中爆炸应力波的传播规律,建立了粘弹性应力波传播的数值计算方法.研究表明,由于粘滞数应,应力波波阵面的不连续性已不复存在,低应力的传播速度高于高应力的传播速度,应力波的上升时间越来越大,且应力波的衰减指数与装药直径有关.     

爆炸过程中的应力波

通过对爆炸过程进行分析,运用质量和动量守恒原理,导出了爆炸过程中应力波传播规律;随着介质质点距装药中心距离的增大,应力波幅值在衰减,应力波波形在变化,其传播速度也在减小。通过对球形装药爆炸后应力波传播过程的数值模拟,可以形象地说明上述传播规律。     

爆炸过程中有关应力波传播问题探讨

针对爆炸过程中出现的3种常见应力波,对基传播速度和应力波幅值进行了讨论,指出应力波的传播速度及其引起的质点振动幅值均与材料的泊松比密切相关。对于应力波传播试验中出现的纵波、横波及瑞利表面波这3种常见应力波,从数值模拟的角度进行了再现。     

岩体损伤对爆炸应力波散射作用研究

分析了爆炸应力波与岩体内原生裂纹相互作用形成散射波，给出了其求解方法，确定出球形装药在岩体中的爆炸所产生损伤值，以及对随后产生的爆生裂纹展的影响，对合理确定爆炸破坏范围和装药具有一定意义。     

爆炸应力波传播规律与TSP基本原理分析

TSP是一种用微量炸药爆破产生地震波进行隧道地质超前预报的技术。为了更好地了解TSP基本原理。分析了炸药爆炸所产生的应力波在介质中的传播形式及其能量的分配,推导了应力波传播形式的波动方程。在此基础上,详细地阐述了TSP超前预报探测系统工作原理和TSP测试爆破设计,最后应用TSP法对某隧道掌子面进行了探测分析。这些成果可为探测人员进一步掌握TSP技术提供一些理论参考。     

φ40mm孔径下爆炸应力波衰减特性试验研究

为了研究爆炸应力波在基岩中的传播和衰减规律,利用不同标号的混凝土代替不同等级围岩,对φ40 mm孔径下不同装药结构的工况进行爆破试验。通过制作及预埋PVDF薄膜传感器,测量6种装药结构下不同距离处的爆炸应力峰值,探究不同药量、不同岩石性质对爆炸应力波传播的影响。通过试验得到了C20、C30、C40混凝土试件在试验所涉及的范围内爆炸应力波随传播距离衰减的指数关系式。试验结果表明随着介质波阻抗的增大,该介质内部的爆炸应力波衰减系数会增大的规律,同时也验证了利用PVDF传感器测量混凝土内部的爆炸应力峰值这一方法是可行的,测试数据是可靠的,对后续不同岩土介质下的应力衰减规律研究和工程应用有一定的指导意义。     

接触爆炸荷载下金属管道中应力波数值分析

以大口径金属管道为对象,通过数值模拟研究了金属管道在局部外接触爆炸荷载作用下的应力波对其的效应。根据管道应力波传播过程的数值模拟结果,分析了管壁中应力波产生、发展和传播的过程及应力波形特点;比较了管道发生破坏前后应力状态的变化;阐述了管壁各观测点切向、径向与轴向应力随时间的变化特征,并探讨了其中的原因。     

泡沫铝衰减一维应力波特性研究

为了解泡沫铝衰减一维应力波特性,完善泡沫铝动力性能的理论体系。首先运用一维应力波理论及泡沫铝的力学特性,对应力波在泡沫铝中的传播规律及泡沫铝衰减应力波性能等问题进行了理论分析。然后基于SHPB(霍普金森压杆)技术,运用LS-DYNA对一维应力波在泡沫铝中的传播规律及泡沫铝衰减应力波特性进行了数值模拟研究。理论与数值模拟结果均表明:在应力波的传播路径上增加泡沫铝,应力波通过泡沫铝后,其应力幅值、波长、及应力幅值作用时间均发生明显的变化;在该条件下,增加5 mm厚的泡沫铝,一维应力波经过泡沫铝后,可以衰减掉未增加泡沫铝时应力幅值的39.9%,应力波由原来的矩形波变成三角形波,波长与持续时间也显著减小。同时,厚度对泡沫铝衰减应力波幅值具有较为明显的影响,相同能量的应力波通过泡沫铝材料厚度越厚,则应力波幅值衰减越明显;由此可知,泡沫铝用于防护冲击与爆炸荷载的缓冲吸能材料方面具有非常好的应用潜力。     

地应力对混凝土材料中爆炸应力波传播影响规律研究

为研究山体、坝体等自然环境下不同地应力水平对爆炸应力波传播的影响,采用数值模拟技术对不同地应力条件下混凝土试件进行爆炸模拟试验。通过对混凝土试件边界处施加不同大小的应力,观察了在不同地应力下试件承受爆炸荷载后的破坏现象;通过改变模型单边地应力数值设置对照组,随后对不同模型施加相同爆炸荷载,得到了试件中各预设的4个测点的峰值应力及质点运动速度。借助试验中测点峰值应力与质点运动速度等爆炸波特征参数的变化,进而分析了不同地应力大小对爆炸应力波传播的影响。结果表明：地应力对爆炸应力波的影响主要表现为在高地应力水平下的“抑制传播”与低应力水平下的“促进传播”。爆炸过程中,爆炸应力波与地应力的叠加耦合增大了测点峰值应力强度,反之,高地应力抑制了介质颗粒的位移,从而降低了质点运动速度。研究从不同地应力水平对爆炸应力波的传播影响角度入手,创新性地分析了地应力对应力波的抑制作用,其结果可为深地下钻孔爆破过程中破坏区的预判,地下结构抗爆防护等方面提供一定的理论依据。     

不同配比水泥模型中的爆炸应力波测试分析

本文对小模型试验中的爆炸应力波测试方法进行了探讨,提出了一种简易微型压电式压力传感器的设计制作方法;成功地测试出不同阻抗的水泥模型中的应力波形,并对应力波参数及波形进行分析表明;应力峰值及能流密度随介质阻抗增大而增大,而作用时间及上升时间则减小.     

岩石内爆炸应力波破裂区半径的计算

在计算爆炸应力波作用下裂隙区的扩展半径时，通常忽略冲击波的作用，这给计算带来较大误差。针对此，本文从理论上提出了新的计算方法．同时也给出了人们一直忽视的岩石中应力波压坏区范围的计算公式。     

应力波在泡沫铝夹层三明治板中传播规律的数值研究

根据 Gibson 理论模型确定出泡沫铝的力学参数,设计出不同密度组合的5种数值计算模型,利用非线性动力学程序 LS-DYNA 研究了爆炸载荷作用下,应力波在泡沫铝夹层三明治板中的传播规律。对其缓冲吸能、衰减应力波特性进行对比分析。研究结果表明：由 Gibson 理论模型确定出的泡沫铝力学参数,在 CrushableFoam 本构模型中能够较好地反映应力波在不同介质界面间的反射与透射情况,与弹性波理论吻合度较高。在总体密度相同的情况下,H-M-S 梯度结构对爆炸冲击波具有更好的缓冲效果。其对应力波的持续削弱能力和爆炸冲击能量的持续吸收能力都要强于其他结构。     

爆炸应力波在含层理介质中传播规律的实验研究

采用超高速数字图像相关实验系统,进行了爆炸应力波在含层理结构的PMMA试件中的传播试验,分析了全场应变的演化过程和相关测点的应变时程变化。实验结果表明:爆炸应力波在含有层理的介质中传播时,层理远区的应力波衰减幅度比层理近区的应力波衰减幅度大。通过应变云图的演化过程发现,应力波遇到层理后会发生反射,入射拉伸波与反射拉伸波叠加形成了较强的拉伸集中区,并沿着层理向两端扩展逐步减弱。此外,通过数据拟合得到了层理内、外侧的应变峰值衰减规律,应变峰值的衰减随距离基本是线性的,且层理内侧的应变衰减速度大于层理外侧的。     

土介质挡墙对爆炸冲击波衰减规律研究

为了研究土介质对爆炸冲击波的衰减作用,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对含土介质密闭容器内炸药爆炸进行了数值模拟.采用SPH-FEM耦合算法建立不同厚度(15、18、21、24、27、30 cm)、不同距离(10、20、30、40、50、60 cm)工况下的计算模型,对比分析了容器内空气冲击波峰值压力、到达时间...     

在裂隙岩体中传播的应力波的衰减机理

分别对不同类型裂隙与应力波的相互作用进行讨论．由于裂隙的存在,使应力波在裂隙岩体中和均匀岩体中的衰减机理不同,应力波的破碎范围减小,但局部过度破碎、块度不均．     

基于UDEC煤体深孔预裂控制爆破数值模拟研究

通过定义煤体爆破损伤本构模型,利用fish语言编写计算代码,选择高斯脉冲函数作为爆炸波输入动力荷载,设置静态边界条件和对称边界条件,划分有限差分网格,建立了UDEC煤体深孔预裂控制爆破损伤模型,分析了煤体中距炮孔不同距离处爆炸应力波传播规律以及煤体爆破损伤区的扩展过程。研究结果表明:煤体中爆炸应力波随径向裂隙的扩展呈非线性指数衰减;煤体爆破损伤的最大损伤半径为3 m,且炸药起爆至煤体损伤破坏时间很短,大约为5.11 ms;煤体深孔预裂控制爆破最优炮孔间距为6 m。     

层理面对水压爆破应力波传播规律的影响

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...     

水下爆炸应力波在含声学覆盖层结构中的传播规律

 针对舰船的含声学覆盖层结构,对水下爆炸作用下应力波在该结构中的传播规律进行研究。采用二阶Godunov方法,建立水下爆炸应力波在多层介质中传播的计算模型,并与经典Taylor平板解析解进行对比验证;通过对不同工况下的应力波传播规律分析,获得边界条件、声学覆盖层厚度等参数对其影响规律,可为舰艇抗冲击设计、研究提供参考。     

硬岩中爆炸冲击波衰减规律的数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立了硬岩介质中装药爆炸的数学模型,对硬岩体中的爆炸冲击波的传播衰减规律进行了数值计算。数值计算模型计算得到的爆炸冲击波压力与经验公式计算的冲击波压力数据基本一致,验证了该模型的正确性。     

虚拟仪器测试技术在爆炸应力波测试中的应用

爆炸应力波的分析研究对矿山工程有重要的指导作用。采用基于LabVIEW和采集卡的虚拟仪器测试技术,对矿山爆破非均质不连续岩体中爆炸应力波进行现场测试,取得了测试数据,并和理论计算值进行了对比分析。