气泡帷幕对爆破冲击波的削减效果及鱼类安全防护研究

航道整治工程中多采用水下爆破的方式对碍航礁石予以清除,爆破产生的冲击波会对鱼类安全存在一定的影响,目前多采用气泡帷幕的方式削减冲击波峰值压力。研究通过构建更接近实际的气泡帷幕数值模型,探明不同布置方式下气泡帷幕对爆破冲击波压力的削减效果及其作用下的鱼类存活最小体长。研究结果表明:气泡帷幕对冲击波压力的消减程度在前半段(65%~69%)大于后半段(10%~12%)。随着气泡体积占比的上升,气泡帷幕对冲击波峰值压力的削减率也随之提升,但当气泡体积占比达到40%后,削减率增幅减小且趋于平缓。气泡帷幕距爆源10、15、20 m下的鱼类存活最小体长分别为20~34、14~30、12~24 cm,气泡帷幕厚度为2、3、4 m下鱼类存活的最小体长分别为12~24、10~22、6~17 cm。研究结果可为航道整治工程实施下鱼类资源的保护提供理论依据。

水下爆破冲击波作用下典型鱼类临界安全波压模型研究

为了探究水下爆破冲击波对鱼类损伤的影响,首先通过理论分析探讨了水下冲击波在鱼体的传播过程和对鱼鳔的损伤机理,构建了典型有鳔鱼类临界安全波压模型,并结合实测数据、参考相关文献,确定了模型参数。结果表明,典型有鳔鱼类临界安全波压与鱼体长呈线性关系。其中,水介质和鱼鳔壁介质的波阻抗比、鱼鳔宽度因数、鱼鳔壁厚因数、鱼鳔径向临界拉应力因数和鱼鳔形状因数分别为0.3~2.0、0.04~0.09、0.002、60和0.6~1.1。然后,根据典型有鳔鱼类临界安全波压模型参数,得到最大和最小鱼类临界安全波压模型分别为pic,max=30L和pic,min=3L(pic,max的单位为kPa,L的单位为cm)。最后,通过鱼类损伤情况的实测数据和文献数据,验证了鱼类临界安全波压模型。结果表明,不同体长的鱼类在不同冲击波压力时的受损状况分布,基本与鱼类所能承受的最大和最小的临界安全波压范围符合。并根据鱼类临界安全波压与体长的关系,划分了死亡区、存活有影响区和存活无影响区。

独头隧道爆破冲击波传播特征与爆源因素影响分析

为评估在隧道爆破冲击波作用下人员安全和建筑物毁伤问题,需要明晰施工隧道与交通隧道内爆破空气冲击波传播特征的区别。利用ANSYS/LS-DYNA软件对比分析独头与双向开口隧道内冲击波传播过程的差异性,研究爆源等效炸药当量、炸药多孔起爆及爆源位置等因素对爆破冲击波传播影响机制。结果表明:独头隧道内爆破冲击波传播经历三维球面波逐渐转换至一维平面波的3阶段变化模式,且独头隧道端部边界约束初始球面波几何扩散,经壁面反射叠加的超压增幅达20%;爆源炸药当量影响着波阵面变化,3阶段变化模式的波阵面转换位置与炸药当量呈幂函数负相关关系,随炸药当量提高而在更接近爆源位置转换;多炮孔起爆工况近场超压更大,而进入远场一维平面波传播区域,多炮孔起爆和爆源位置对冲击波超压分布特征影响有限;与单个爆源中心起爆工况相比,超压相对误差小于5%。

基于FAHP-GRA理论的隧道爆破冲击波风险评估

爆破冲击波理论研究复杂,不确定性因素较多,为减少钻爆法施工爆破冲击波对人员和设备的伤害,有必要对隧道爆破冲击波进行安全风险评估。以福建某高速公路隧道为依托,结合相关规范和文献,对爆破冲击波风险进行了有效的风险识别,建立了隧道钻爆法施工爆破冲击波风险评价指标体系。将灰色关联度理论引入模糊层次分析法,建立了隧道爆破冲击波风险评估模型。根据定量计算结果分析,结合建立的评价集,可以得到爆破冲击波风险发生的概率等级。由评估得到的各指标关联度大小,可采取相应的措施来降低爆破冲击波带来的风险。该爆破冲击波评价体系和评估模型可供类似工程参考借鉴。

爆破冲击波事故的事故树分析

采用事故树分析方法得出发生爆破冲击波事故的各个基本事件。通过最小割集、最小径集、结构重要度等指标的求解对爆破冲击波事故作了定性分析,研究了事故发生的途径和原因,提出了相应的安全措施。

水下爆破冲击波对混凝土坞门影响试验研究

水下爆破是水下工程和海岸工程常用的施工方式。由于水和空气物理性质的巨大差异,水下爆破产生的地震波和冲击波对水中和近岸结构物的损伤远远大于陆上爆破。大连湾海底隧道工程采用爆破炸礁工艺进行基槽和沉管系泊存放区的开挖工作。针对水下爆破施工产生的冲击波对沉管存放区干坞的影响开展了一系列爆破试验,测试了不同爆心距和炸药装药量下的冲击波压力,基于观测数据形成冲击波峰压值经验公式。并根据干坞坞门的设计参数,从材料和建筑物结构的角度开展稳定性分析,为实际施工提供参考。试验结果表明,在爆破距离40 m的情况下,坞门能承受的单孔最大装药量约为22.09 kg,此时坞门抗拉强度、抗压强度和黏接力均符合设计标准,爆破施工不会对坞门结构造成破坏。

控制和防护爆破冲击波的方法探讨

文章分析了爆炸产生的冲击波的危害效应,主要对爆破冲击波的控制和防护进行了探讨,提出几种较实用的方法。

水下爆破冲击波作用下的鱼类损伤及生态防护研究

该文从两个方面对水下爆破冲击波作用下的鱼类损伤及生态防护展开研究:一是通过现场实验观测的方法,对冲击波作用下的鱼类损伤进行了研究,总结了鱼类的损伤机理、损伤特征以及致死率;二是着重对爆破冲击波的生态安全防护进行了研究,给出了冲击波的生态安全临界压力和鱼类安全距离的估算方法;此外,还通过工程现场实验的方法,证明气泡帷幕可以将冲击波的压力削减80%~90%,对爆破工程周边的生态环境起到明显的防护效果。本研究对保护航道整治工程周边的鱼类及其生存环境的安全具有重要的参考价值,对内河航道的生态安全建设具有积极的推动作用。

浅谈煤矿爆破冲击波对顶板失稳机理及防治措施

顶板事故是我国煤矿生产中的常见事故灾害,诱发顶板事故的原因比较复杂,井下爆破作业是导致顶板稳定性发生变化的重要原因之一。本文通过阐述冲击波的特点,分析冲击波作用下的顶板稳定性的失稳机理,并提出了不同的防治措施。

隧道微差爆破冲击波超压衰减规律分析和预测

微差延时起爆技术在隧道工程建设中应用广泛,能有效降低爆破振动、冲击波等环境负效应,但低强度且频繁的爆破冲击波依然具有可不忽略的破坏作用。隧道爆破冲击波超压衰减规律的现场监测结果表明,仅用比例距离无法准确描述爆破冲击波超压衰减规律。采用ANSYS/LS-DYNA软件分析不同工况下爆破冲击波传播规律,借鉴受限空间内爆轰波传播体积的概念,引入爆源药量计算系数η对《爆破安全规程》(GB6722—2014)中平坦地形爆炸冲击波超压公式进行修正,获得隧道微差爆破冲击波超压预测公式。研究结果表明:隧道内爆破冲击波超压发生波动的原因,不仅与比例距离相关,也与传播空间的限制和爆源特点有关;掘进隧道的有限空间约束了爆破冲击波能量耗散,因多次反射叠加而不断发生“后赶前”的现象,从而引起冲击波超压反复波动,当传播一定距离后可形成稳定平面波;多孔微差延时爆破分散了初始冲击波能量,分段炸药量相同情况下微差时间越长,稳定平面波的超压值越小,但由于冲击波反射叠加增强效应,该超压值依然大于单段炸药起爆工况下的结果;修正公式中,微差爆破冲击波的叠加作用通过爆源药量计算系数η调节,修正后的隧道爆破冲击波超压预测公式与现场实测值相关性较好,验证了其合理性。研究成果可为隧道爆破冲击波环境评估提供依据。

大断面铁路隧道爆破冲击波传播规律研究

结合宁波鲍村隧道课题,借助显式动力学软件LS-dyna,构建隧道三维模型,对隧道内爆破后冲击波的传播规律和衰减特征进行分析,以研究大断面隧道中爆破冲击波的传播规律。研究结果证明:利用爆破后冲击波在隧道中的传播规律,进行数值模拟分析可知:TNT炸药(42.4 kg)在爆破之后,爆轰产物最大传播距离处于炸药中心17.8 m。冲击波传播中,会出现如空气中爆破后球面波形式,向周围传播,当冲击波传播到相对较远的距离时,通过入射波与反射波河流,形成沿隧道传播的空气冲击波平面波阵面。隧道爆破后,洞内冲击波在隧道轴向上超压期间,程曲线会伴有多个波峰震荡,锯齿状减少,类似于空气中爆破后衰减规律,隧道中爆破后,超压会在炸药附近快速衰减,在远离炸药处衰减缓慢。超压值超出20 kPa时,轻则对人体造成损伤,重则导致人体内脏受损,造成死亡。通过数值模拟,获得的爆破冲击波致伤范围为88.5 m。

隧道施工爆破冲击波危害及防护

隧道爆破过程中所产生的冲击波可能会影响施工人员以及附近居民的生命安全,同时隧道周围的建筑物也可能受到破坏。所以需要对冲击波危害进行研究,同时针对现场情况提出相应的防护要求以确保施工过程中人员及建筑的安全。介绍了爆破冲击波形成与传播机制,并总结了爆破冲击波危害及预防措施,提出几种防护方法,以期达到确保工程人员及周边居民安全、提升工程效率节约时间的目的。

井下大爆破直通巷道冲击波超压的预测研究

为减小爆破冲击波对井下人员和设备的影响,利用NUBOX-9012爆破冲击波智能监测仪及配套的冲击波传感器监测爆炸冲击波现场,并运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟爆破冲击波在直通巷道内的衰减过程,提取数值计算的结果,经数据拟合得到一端开口的直通巷道冲击波超压预测公式中的未知系数b1、b2和b3,将直通巷道内不同药量、不同距离处的原始数据代入冲击波超压预测公式得到巷道超压峰值,并与实测值对比。结果表明:预测误差在合理范围内,该冲击波超压峰值预测公式适用于预测井下直通巷道的冲击波超压峰值。

隧道洞口爆破冲击波超压的衰减规律研究

依托济南宅科隧道爆破工程,采用理论分析、现场监测与数值模拟3种方法联合对隧道洞口冲击波超压的衰减规律进行研究。首先利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对隧道冲击波进行数值模拟,并将模拟结果与现场监测数据进行对比,最大误差不超过10%,验证了数值模拟的可行性。接着运用所建立的数值模型,对全断面微差爆破隧道洞口冲击波超压的衰减进行了系统性研究。最后运用Surfer软件绘制隧道洞口冲击波超压极值等值线图,并对隧道洞口冲击波衰减规律进行分析。研究结果表明:隧道洞口的冲击波超压呈中轴线对称分布;隧道壁向外延线上,冲击波超压先升高后减小;从隧道洞口处向外延伸方向,隧道洞口外中轴线向两侧,到达冲击波超压峰值时间略微增加、到达超压峰值后减小速率快,但正压持续时间增加。

对某矿的爆破空气冲击波的研究

当炸药爆炸时,爆炸产物强烈地压缩邻近的空气,使其压力、密度、温度突然升高,形成空气冲击波。空气冲击波达到一定值后,会对周围人员、建筑物或设备造成破坏。本文就某矿的爆破空气冲击波展开研究,从冲击波与爆心距、药量以及冲击波正压区作用时间来分析,最后得出空气冲击波紧跟正压区之后是负压区,其绝对值远小于波阵面峰值压力,传播距离越长,冲击波正压区作用时间越长的结论。

如何防护爆破冲击波

要控制和防护爆破冲击波，应尽量避免采用裸露药包爆破或导爆索露天爆破，必须采用时，要覆盖砂土；控制一次起爆炸药量，从“空间”（分散布药）和“时间”（分段起爆）两个方面，将爆区总药量均匀分布到各个爆破部位，使爆炸能量最大限度地有效利用，将耗于爆炸冲击波的无效能量减至最小限度。要选取合理的最小抵抗线方向和大小，

爆破空气冲击波及其预防

工程爆破时所产生的爆破振动、爆破空气冲击波、爆破噪音以及爆破飞石和毒气是公认的爆破公害 ,亦是公安机关治安管理部门最为关注的焦点问题之一。本文对爆破空气冲击波危害、安全距离进行了初步研究 。

铜坑矿井下大爆破地震和冲击灾害的预防与控制

简述了铜坑矿井下大爆破地震和冲击灾害预防与控制的实践经验,通过爆破震动试验,可实现对爆破地震和冲击有害效应较准确的预测,依此采取相应的预防与控制措施,达到了确保主要井巷、底部出矿结构及通风、供电等系统设施的完好,高效地回收矿产资源的目的。

防冲击波矿用无压风门的研究与应用

临沂会宝岭铁矿为了有效地缓解爆破冲击波对风门的损坏,延长风门的使用寿命,对井下无压风门防爆破冲击性能进行研究。