岩石中柱状装药爆炸能量分布

岩石中装药爆炸产生的爆破能量可分为爆炸冲击波能量和爆生气体膨胀能量。对爆炸能量分布的理论分析有助于改善爆破效果,提高爆破质量。在柱状耦合装药情况下,分析了冲击波作用下岩石变形和破坏的特点、爆生气体对爆腔的扩腔作用,考虑了在岩体的损伤情况下爆生气体对裂纹的驱裂作用。计算结果表明:埋深在临界深度以下时,岩石中柱状装药爆破冲击波做功消耗的能量约占爆炸总能量的40%,剩余爆生气体能量中用于扩腔和扩展主要裂隙的能量约占总能量的23%,剩余大约37%的能量中有小部分能量用于新增裂纹数目,而大部分损失掉了。

柱状装药不同起爆方式的数值模拟研究

运用三维非线性动力有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA对柱状装药3种起爆方式下的爆轰过程和岩石中的应力波传播特征进行模拟。分析不同起爆方式下岩石中应力波的叠加和传播过程,对比岩石的应力状态、应力水平和振动响应。分析结果表明:不同起爆方式下岩石中应力波的传播方向、大小不同,引起的振动响应也不同;反向起爆时岩石自由面的拉应力和振动速度峰值较正向起爆时大;反向起爆时孔底近区的应力水平较正向起爆和双向起爆时大。综合考虑岩石的应力和振动响应,可得反向起爆的爆破效果较正向起爆和双向起爆好。

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。

柱状装药炮孔壁初始压力数值模拟及误差分析

为研究ANSYS/LS-DYNA模拟柱状装药爆破孔壁初始压力的误差,对某一模型试验进行数值模拟,在不耦合系数分别为1.0、1.14、1.6这三种装药条件下,对孔壁初始压力的数值模拟值与模型试验实测值、理论计算值进行对比分析。结果表明:数值模拟值相对于实测值的平均误差为21%,且两者随不耦合系数Kd变化的趋势较一致;另外,数值模拟值和实测值比理论公式计算值大很多,是因为实测值受到被爆介质中反射应力波的干扰。

柱状装药爆破应力分布的研究

根据岩石爆破特征,利用柱状空腔膨胀理论对爆破产生的弹塑性区的应力分布进行了研究,给出了弹塑性区内应力分布的解析表达式。借助于爆炸力学近似计算公式,验证了应力在弹塑性区的分布,理论计算结果表明,理论计算值与近似计算基本一致。

柱状装药激发的应力波场求解初探

本文采用Laplace变换和围道积分的方法 ,对耦合柱状装药激发的应力波场进行求解 ,得到近源场单个爆源的峰值位移衰减规律 ,计算结果与实测结果基本吻合。

起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响

为提高炸药的能量利用率,改善岩石爆破的破碎效果,以及在柱状装药条件下选择最佳的起爆方式,通过单炮孔混凝土爆破实验研究了不同起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响。对不同起爆方式下岩石的裂纹扩展和破碎效果进行了分析,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立单炮孔岩石爆破损伤模型,对不同起爆方式下岩石损伤过程进行了数值模拟。其结果表明:不同起爆方式对岩石爆破破碎作用影响较大,反向起爆相对于正向起爆和炮孔中部起爆在岩石表面产生的裂纹条数更多,裂纹扩展速度更快,岩石破碎程度更好;数值模拟结果和实验结果具有较好的吻合性,对起爆技术的改进和起爆方式在工程应用上的选择具有一定的指导意义。

柱状装药爆破的岩石压碎圈与裂隙圈计算

利用Ｍｉｓｅｓ强度准则，并考虑岩石三向受力及其强度的应变率效应，导出柱状药包爆炸在岩石中引起的压碎圈与裂隙圈半径的计算式，进而对周边控制爆破的单孔装药量进行探讨。对于常见的岩石种类，计算式能取得与爆破实际相符的结果。

柱状装药爆炸条件下厚壁圆筒爆室内流场及结构动力响应分析

借助非线性动力有限元程序ANSYS/LS-DYNA,采用基于罚函数的流固耦合算法,对厚壁圆筒爆室在柱状装药爆炸作用下的动态响应过程进行了数值模拟研究。分析了厚壁圆筒爆室内柱状装药爆炸非定常流场的演化过程以及筒体的动力响应特征。给出了爆炸流场的压力云图、筒壁受到的爆炸压力峰值及冲量的分布规律、筒体的等效应力云图以及等效应力的分布规律等。流场压力及筒体应变的计算结果与实测结果吻合较好,并将动力响应的有限元计算结果与理论解进行了比较,证明轴对称平面应变假设下的理论解可以给出问题的保守估算。分析表明,该厚壁圆筒爆室在柱状装药爆炸作用下在弹性范围内工作,爆室的强度设计是安全的。

柱状装药两点起爆加固黄土软基数值模拟研究

运用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件对柱状装药两点起爆加固黄土软基进行模拟研究。重点模拟爆炸扩腔过程、土壤加固过程和土中应力变化情况,并对应力波碰撞叠加出现的马赫反射进行分析。与先前完成的土中爆炸加固试验结果进行对比,两者间的误差为14.3%,说明模拟能较好吻合试验结果。研究结果表明:柱状装药两点起爆对黄土软基的加固效果优于一点起爆。

柱状装药端部等效药量及合理填塞长度计算

利用集中药包的叠加原理,结合爆破效果研究端部等效集中装药与柱状装药的等效关系。假设柱状药包是由一系列集中药包组成,柱状药包对端部岩石的作用是由一系列等量的集中药包对端部作用叠加的结果,计算获得了端部等效集中装药药量。以集中装药药量为依据,确定井巷掘进爆破及台阶深孔爆破等柱状装药端部抵抗线及合理的填塞长度。

柱状装药结构起爆药位置的设置对提高爆破质量的重要性

柱状装药结构具有各类爆破的共性,起爆药在孔中的位置决定炸药爆轰的利用率、爆破效果及成本的高低,说明孔底起爆优于其它方式。

柱状装药爆轰方向的研究

针对爆破中提高爆破质量和更好保护周围环境的问题,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,动态模拟柱状装药的爆破冲击过程,从等效应力云图和主应力-时间历程曲线分析,探究柱状装药爆炸中爆轰方向对应力波和主应力的影响情况,得出了柱状装药爆破中可用炸药爆轰方向来调整作用于岩体破碎能量的结论。

151m超深孔连续柱状装药水压爆破

介绍了超深孔连续柱状装药水压爆破技术的实验研究和在 15 1m深孔预碎裂爆破中的实际应用。在实验的基础上进行了非金属装药外壳的全长密封连接工艺设计 。

柱状装药爆腔半径的计算

依弹性力学理论和爆破力学理论,推导出了计算柱状装药爆腔半径的理论公式。在现场经过柱状装药爆破试验,分析和测定了有关数据,理论计算值与试验结果吻合较好。

柱状装药爆破时药量的爆破漏斗求算法

根据利文斯顿爆破漏斗理论,以比药量不变为原则,探讨了通过小药量下爆破漏斗试验求解柱状装药爆破药量的计算方法。

柱状装药预制破片缩比战斗部爆炸冲击波和破片的作用时序

针对柱状装药的周向预制破片战斗部,结合无量纲分析方法和爆炸驱动理论,确定了影响破片和冲击波相遇位置的关键参数,给出了由缩比战斗部推广预测原型战斗部爆炸产生的破片冲击波作用时序的方法。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟,对比验证了理论分析和数值试验结果,分析了战斗部缩比比例对冲击波和破片作用时序的影响。结果表明:缩比模型与原型战斗部爆炸产生的破片和冲击波的相遇位置之比和相遇时间之比主要取决于两模型的质量比,在不考虑破片速度衰减时,两模型中载荷相遇位置之比和相遇时间之比等于其质量比的0.33次方。受破片速度衰减影响,该方法仅适用于质量缩比不小于0.2的模型。

基于SPH方法的柱状装药爆炸扩腔数值模拟

在LS-DYNA框架内建立基于SPH方法的柱状装药爆炸扩腔数值模型,克服有限元法或有限差分法在处理爆炸近区大变形和不连续问题的弊端,模拟了柱状装药起爆时岩石内部爆腔的形成过程,并对内部质点的压力和位移变化规律进行分析。结果表明:SPH方法能够较好地模拟柱状装药爆炸时岩石爆腔的形成过程,在处理爆炸近区具有一定优越性。柱状装药反向起爆后,在岩石中引起强烈的爆炸应力波,应力波波阵面近似成椭圆形;炸药底部的3个SPH粒子压力在短时间内达到峰值,然后逐渐振荡衰减;爆炸扩腔完成时间大约是500μs,爆腔呈椭球形,直径大约是16cm。

柱状装药三点起爆加固黄土软基数值模拟研究

为探究爆炸法加固黄土软基的平面布局形式,在两点起爆加固黄土软基研究的基础上,运用ANSYS/LS-DYNA对三点起爆加固黄土软基进行数值模拟研究。通过探究土壤密度、应力变化情况,并分析其承载力大小,得出三点起爆布局形式加固黄土软基效果较好。该爆点布局形式可在平面范围内扩展为"梅花桩"布局形式,可为工程实践中的爆点布局提供参考和借鉴。

柱状装药残孔长度的理论和试验研究

首先分析了柱状装药的爆破作用特性，在此基础上探讨了残孔形成的机理；提出了柱状装药等效抵抗线的概念，并以此为据建立了残孔长度的近似计算公式；然后进行了垂直单孔柱状装药爆破漏斗的模型试验研究，以此验证理论分析的正确性和计算方法的合理性。