基于量纲分析法的地运动折合位移势规律研究

地运动折合位移势是空腔解耦爆炸、应力波传播、地下爆炸、地震耦合效应等研究中的重要物理量。将数值计算与量纲分析相结合,分析了折合位移势关于载荷和材料模型参数的依赖关系,建立了一定条件下折合位移势的经验估算公式,并使用最小二乘法和牛顿迭代法拟合得到了待定系数。该公式定量地反映了折合位移势与空腔半径、压力峰值、作用时间、介质密度、屈服强度和弹性模量之间的函数关系,计算值与程序的模拟值吻合较好,可为折合位移势的预测提供有效参考。在此基础上讨论了折合位移势的变化规律。

不同介质地下爆炸的地震耦合效应

对黄土、砂砾石和花岗岩等几种不同介质中的地下爆炸实验进行了地表速度测量,利用实测数据获得爆炸源频谱以及以折合速度势低频稳态值表示的地震耦合强度。实验结果表明,对于相同当量、相当比例埋深下的地下爆炸,地震耦合强度和源区介质特性有着强烈的依赖关系,其中介质强度是影响地震耦合效率的最主要因素,而介质的干孔隙率和水饱和度也是影响地震耦合效率的重要因素。考察了M.D.Denny等提出的经验公式在估算100kg级当量地下爆炸地震耦合强度的适用性和局限性。

不同方式地下爆炸地震耦合效应的数值模拟

通过一种Euler与Lagrange相结合的有限差分法,开展地下爆炸地震耦合效应的数值模拟.比较花岗岩介质中填实和空腔两种爆炸方式在地震耦合效应方面的差异,进一步分析初始空腔大小在填实以及空腔爆炸地震效应中的作用以及空腔爆炸解耦因子随频率的变化特性.计算结果表明,花岗岩介质中完全空腔解耦因子能达到50～60倍.

硬岩中地下爆炸震源函数的数值模拟

利用一维球对称有限差分数值计算源程序模拟了硬岩中地下强爆炸的震源函数,给出了弹性半径处的位移、径向压力波形,得到了地下爆炸的折合位移势及其源频谱。相关计算结果与已有文献给出的结果一致。同时,对介质剪切强度与地下爆炸震源强度之间的关系进行了数值分析。研究结果可为硬岩中地下强爆炸地震耦合效应的计算提供参考。

地下爆炸地震耦合效应的静态分析

首先修正了地下爆炸地震耦合效应的准静态理论,然后利用改进之后的理论对剪切模量、材料强度、围压以及孔隙率不同的介质中地下爆炸的震源强度进行了分析.分析结果表明,对于密实硬岩介质来说,在其它条件不变的情况下,介质的剪切模量越大,震源强度越低;介质的强度越大,震源强度越低;震源强度随着埋深的增加而降低.而干燥多孔介质中的干孔隙率也对震源强度有重要影响.