不同装药结构水压爆破应变场变化的模型试验研究

随着水压爆破的广泛应用,对水压爆破的应变场变化的研究也越来越深入,为对比水、空气2种介质爆炸时应变场的变化,利用水泥砂浆模型试块,建立高速三维数字图像相关试验系统,分析了孔口装空气、孔口装水、孔底装水、孔口孔底装水装药结构爆炸时的应变场分布特征。研究结果表明:孔口孔底装水结构炮孔无论在轴向、横向引起的应变场范围、高应变区间均显著大于其他2种水袋结构炮孔,而无水炮孔应变区范围是最小的;除了在孔口起爆点附近区间,孔底装水结构与孔口孔底装水结构最先到达高应变区、峰值主应变相近外,在相同时刻孔口孔底装水结构在炮孔中部、底部的主应变值均大于其他3种炮孔结构;孔口孔底装水结构爆破时裂纹扩展峰值速度达599.7 m/s,约是孔口空气结构的1.6倍;越靠近试块表面中部位置,主应变越大,扩展速度也越快;对比证明了水压爆破相较于以空气为介质爆破时裂纹产生的时间更早、扩展更快速、致裂效果更好,可为类似工程爆破中提供借鉴和参考。