连拱隧道中导洞不同起爆位置振动效应研究

为研究隧道掘进爆破炮孔不同起爆位置振动效应,在连拱隧道中导洞开挖过程中开展相关试验研究,并基于CEEMDAN-小波包对监测到的爆破振动信号进行降噪处理。研究表明:1)采用CEEMDAN-小波包法对爆破振动信号进行去噪,重构,能有效保留爆破振动信号真实信息;2)炮孔不同起爆位置质点峰值振速,反向起爆>中间起爆>正向起爆;振动频率大小范围,正向起爆>反向起爆>中间起爆,其中正向起爆的频率分布更广,且具有多个峰值,有利于能量朝高频转移;3)对重构后的爆破振动信号进行Hilbert变换,发现隧道掏槽段爆破瞬时能量关系为:反向起爆>中间起爆>正向起爆;随着雷管段别的增加,反向起爆和正向起爆波形较宽、质点峰值振速较大,中间起爆振动波形较窄、质点峰值振速较小;4)对比分析炮孔不同起爆位置破岩块度,反向起爆更为均匀,效果最佳。

露天矿采空区爆破合理孔底填塞长度与起爆位置确定

为研究孔底填塞长度与起爆位置对露天矿采空区上覆岩石台阶爆破的影响,进行了数值模拟和工业试验。运用ANSYS/LS-DYNA软件构建了爆破模型,分析了存在采空区时台阶的爆破机理,通过对比分析不同孔底填塞长度、不同起爆位置下爆破时岩石拉应力及动能变化,揭示其对采空区爆破效果的影响,确定了采空区上覆岩石台阶的合理爆破方法,并通过工业试验进行了验证。结果表明:采空区的存在导致爆破能量的利用效率降低;中间起爆技术适合采空区上覆岩石爆破;孔底填塞长度在一定临界范围内时,爆破能量的利用效率是最佳的;确定了武家塔露天煤矿采空区上覆岩石台阶爆破采用中间起爆技术且孔底填塞长度为2 m。

深孔聚能爆破起爆位置对煤层致裂增透的影响

针对深孔聚能爆破起爆位置对煤层致裂增透的作用,在分析了不同起爆位置的爆轰波传播、爆炸应力场分布特征的基础上,采用数值模拟的方法探讨了不同起爆位置对聚能流形成和煤体裂隙发育特征的影响,并基于平煤股份十矿己组煤层瓦斯地质条件,进行了煤层深孔聚能爆破现场试验研究。结果表明:起爆位置通过控制聚能药包中爆轰波及应力波传播方式,对煤岩爆生裂隙发育产生影响。爆轰波碰撞以及应力波叠加效应是导致爆生裂隙沿药包轴线分布不均的重要原因。在不同位置起爆的深孔聚能爆破作用使裂隙发育表现出不同的特征:在一端起爆条件下,爆破孔周围产生的应力场沿爆轰波传播方向逐渐增强,爆生裂隙范围由起爆端至药包另一端呈逐渐增大的趋势;在两端齐爆条件下,爆轰波碰撞形成的爆轰超压驱动聚能槽相互碰撞产生动能更大的聚能流,与爆炸应力波的叠加共同作用,扩大了局部裂隙范围;在三点齐爆条件下,爆轰波在药包三等分点处发生碰撞产生超压以及各起爆点产生的锥面应力波互相叠加,导致在药包三等分点附近形成更大范围裂隙。随着起爆点增加,在起爆点之间的装药长度相应缩短,减弱了锥面应力波之间的叠加效应,缩小了爆轰波碰撞点处爆生裂隙发育范围与其他位置爆生裂隙范围的差距,使爆生裂隙沿药包轴线分布更均匀。

起爆位置偏差对结构内爆炸荷载的影响分析

针对结构近距内爆炸试验所得的内爆炸荷载数据离散较大的特点,建立考虑起爆位置偏差影响的三维有限元内爆炸流场计算数值模型,对比试验数据验证了数值计算模型的合理性.采用数值方法计算了起爆位置有偏差时的内爆炸流场,对比分析了起爆位置偏差对结构近距内爆炸荷载的影响.结果表明:结构内爆壁面反射超压峰值对起爆位置偏差非常敏感,拟合得到了起爆位置偏差距离对超压峰值影响系数的经验计算公式;起爆位置偏差对冲量影响很小,其最大相对差值不超过2%.

隧洞开挖过程中掏槽孔起爆位置的优选

从爆炸应力波传播与反射的角度分析了起爆位置的影响作用机制。针对隧洞的钻爆开挖,采用数值模拟的手段,比较分析了不同起爆位置下,掏槽孔的掏槽效果及其所诱发支护结构的爆破振动响应。结果表明,起爆点位于不同位置时,掏槽孔的掏槽效果与支护结构的爆破振动响应均有较大差别。正向起爆时,支护结构的振动水平最小,最利于支护结构的安全,但其掏槽效果逊于反向起爆;反向起爆的掏槽效果最佳,但其所诱发的支护结构振动最强,严重威胁支护结构的安全;中点起爆时,掏槽效果与支护结构的振动水平介于正、反向起爆之间。根据不同的围岩条件,优化了掏槽孔起爆位置的选择。

岩石爆破中孔内起爆位置对爆炸能量传输的调控作用研究

从爆炸能量传输和爆炸应力场分布的角度,结合柱状药包爆破过程的数值模拟,揭示了起爆位置的影响作用机制,并开展了现场爆破试验研究,综合评价了上部、底部及中部3种传统起爆位置下爆炸能量的空间分布及爆破效果,设想了一种改进的孔内起爆雷管布置方案。结果表明,起爆位置对传入炮孔周围岩体的爆炸能量具有一定的调控作用,爆炸能量偏向于爆轰波传播的正向传输,起爆雷管的位置决定着爆炸能量沿炮孔轴向的分布。在台阶爆破中,孔底起爆时,爆炸能量偏向于孔口传输,可形成较为理想的爆破漏斗,且能减轻对孔底岩体的损伤与扰动,但其易于形成根底或造成欠挖,而适当上调雷管位置,会使部分爆炸能量向孔底传输,有助于加强孔底岩体的破碎及减少根底。以往多推荐的孔底起爆并非总是最优选择,应根据不同的工程目的及现场情况,适时地调整起爆雷管的位置,以充分发挥其对爆炸能量传输的调控作用,从而实现对炸药能量的优化利用。

起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响的离散元分析

爆堆形态是评估台阶爆破效果的重要指标,为研究起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响,采用3DEC离散元软件,建立岩体强度参数服从Weibull分布的台阶爆破三维模型,通过考虑爆轰传播方向的荷载施加方法,模拟不同起爆位置下台阶爆破的动态破碎和抛掷过程。研究结果表明:在台阶爆破爆堆形态数值模拟中,不能简单地将爆炸荷载简化为瞬态爆轰,需要考虑爆轰波的传播方向。不同起爆位置下的爆堆形态存在显著差异,起爆点位置会影响鼓包运动最先发生的位置,从而影响岩块的抛掷方向和速度,影响爆堆的最终形态。孔底起爆时,爆破开挖方量最大,抛掷距离最远,堆积高度适中,松散系数最高,具有最好的铲挖效率。

孔内起爆位置对爆破振动场分布的影响作用规律

岩石钻孔爆破中,孔内起爆位置决定炸药爆轰波的传播方向,进而影响爆破振动场的分布。通过分析柱状药包爆轰产物和爆炸能量的分配及其爆炸应力场的分布,揭示了起爆位置的影响作用机理;基于Heelan短柱解延长药包叠加计算模型,比较分析了不同起爆位置下爆破振动场的分布规律,并结合现场实验,验证了起爆位置对爆破振动场分布的调节作用效果。结果表明:起爆位置的影响作用机理在于柱状药包爆炸能量的轴向不均匀分配和爆破振动场叠加的相位延迟效应;孔内起爆位置对爆破振动场的分布起调节作用,爆破振动沿爆轰波传播正向叠加增强,且爆破振动场分布的不均匀性受药包长度和炸药爆轰速度的调控;对于常见的几种起爆方式,现场实验统计结果显示,底部起爆时地表爆破振动峰值最大,中部起爆次之,上部起爆最小,且爆破振动差异性随炮孔深度的增加而增大,但振动差异会随距离逐渐消减。

起爆位置对爆炸作用影响的研究

本文用非线性动力学有限元方法分析不同起爆位置条件下，圆柱形装药爆炸时壳体的动力学响应。文章是在文献［２］的基础上，进一步分析计算端面两点对称起爆和端面两点偏心起爆的爆炸作用结果，并用比较的方法阐述起爆位置对爆炸作用动力学的影响。对计算结果的分析表明，起爆位置对爆炸作用有显著的影响。

基于引信过载控制靶后起爆位置的数值研究

在引信靶后起爆位置问题的研究中,为了研究控制弹丸侵彻贯穿混凝土靶板后在一定距离起爆的有效方法,采用仿真软件对动能侵彻弹侵彻混凝土厚靶进行仿真,通过对靶板材料失效模式等的选择以及弹体、引信的分离建模,获取了仿真引信部位侵彻过载信号。进一步对侵彻过载信号进行滤波处理,得到了与试验基本吻合的侵彻过载信号曲线。通过对过载曲线进行积分处理,得到的弹丸出靶速度与延期起爆时间的乘积,为弹丸的靶后起爆距离。通过起爆试验对改进方法进行验证,得到的试验起爆位置与仿真计算起爆位置较吻合。

基于孔内起爆位置调整的台阶爆破根底控制方法探讨

露天台阶爆破普遍存在根底率偏高的问题,不仅影响铲装效率,而且增加二次施工成本。从条形药包爆轰过程中爆炸能量分配的角度,分析了起爆位置对爆炸能量传输的影响作用规律,并对起爆体处于炮孔装药段上部和底部两个不同位置开展爆破对比试验。结果表明,起爆位置对爆炸能量的分配有较大影响,爆炸能量偏向于爆轰波传播的正向分配,适当上调起爆位置,可明显降低根底率,即可基于起爆位置调整实现对爆炸能量传输的控制,从而达到减少根底产生的目的。

起爆位置不同对聚能水压光面爆破效果的影响

在隧道爆破工程中,爆破方式及技术的改进对爆破效果有着重要的影响,针对聚能水压光面爆破中起爆位置的不同对爆破效果的影响进行研究,官田隧道为背景,通过现场试验、理论分析、并结合现场施工经验对炮孔中不同起爆位置对爆破效果的影响进行研究,主要得出以下结论:(1)起爆点位置对爆炸应力波的传播及作用方式有着重要影响,起爆位置在炮孔底部时,爆破产生的应力波向孔口方向传播,爆轰波在孔底反射回去,因此更利于应力波的有效利用;(2)水压聚能爆破孔底起爆方式,爆生气体不易泄露,可有效作用于水袋,从而达到“水楔”“气楔”效果作用于孔底岩石,从而提高爆破效果,增加炮孔的利用率;(3)孔底起爆方式可以让施工速度大幅提高、节约材料,能有效降低施工成本,缩短工期,说明该理论对工程具有指导意义。

起爆位置对岩石破碎的影响研究

为了高效利用露天台阶爆破炸药能量,采用数值模拟与实验相结合的方法,研究了起爆位置对炸药破岩范围的影响,提出了高效利用炮孔内炸药能量和扩大破岩范围的方法;结果表明,在连续装药条件下,起爆点位置影响炸药能量在岩体中的分布,并影响岩体破碎范围,对大块和爆破根底占比有直接影响,相比孔底起爆,提高起爆点位置到药柱中下部,能够扩大台阶底部破岩范围,减少爆破根底,从总体上对改善爆破质量有利。

不同起爆点位置对基坑爆破效果影响分析

为研究起爆点位置不同时基坑的爆破效果与动力响应特征,文中以山东大学齐鲁医院二期项目基坑工程为例,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对正向起爆与反向起爆下岩质基坑进行爆破模拟分析,分析得出:采用反向起爆方式时,在岩体自由面产生的损伤区域范围明显大于正向起爆;反向起爆方式下,地表各监测点的最大振速值均大于正向起爆,且距离炮孔越近,两种起爆方式下的振速差值越大;两种起爆方式下桩顶最大振速值接近,起爆点位置变化对桩的振动响应影响较小。研究结果对基坑爆破工程中起爆点位置的选取具有指导作用。

起爆位置对煤岩体深孔爆破的影响

基于岩石断裂力学和爆炸力学原理,分析了起爆位置对深孔爆破效果的影响。并运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对不同起爆位置下柱状药包在煤岩体中产生的应力场及其传播规律进行三维数值模拟研究。研究结果表明:起爆位置对深孔爆破有显著影响,孔口起爆形成的爆炸高能区指向煤岩体内部,有利于炮孔底部深部岩体的瞬时脆性断裂,孔底起爆在煤岩体内形成的应力有效冲量是孔口起爆1.5倍左右,有利于塑性区内应力集中区煤岩体的破碎和裂纹扩展。

延长药包不同位置起爆时的应力场

利用红宝石脉冲激光器建立了三维动态散光光弹性爆破模型实验系统，首次对条形药包在一端起爆、两端同时起爆、药柱中点起爆等条件下的爆破模型进行了研究，得到了在同一剖面的４个时刻的动态应力条纹图；对３种爆破模型的动应力场进行了对比分析，并就其爆破效果提出了相应的结论．

机场大型土石方工程爆破施工中起爆位置对块度影响的试验研究

结合某机场大型土石方工程，对较软、中硬、硬质共三类岩石进行了不同起爆位置的爆破试验。通过对爆破料的尺寸进行统计，得到了不同硬度岩石中起爆位置对块度影响的试验结果。结果表明：不同起爆位置对爆破料的块度有一定影响；岩石硬度影响起爆位置的选择，对于软质岩石，反向起爆和中间起爆的效果比正向起爆要好些；对于中硬岩石，反向起爆和中间起爆差别不大，但中间起爆效果要稍好些，正向起爆效果较差；对于硬质岩石，正向起爆效果较好，反向起爆效果最差。

起爆点位置对反坦克破甲战斗部威力的影响研究

传统对单兵破甲战斗部的科研数值模拟中,均未考虑加工和装配误差等因素,而在实际的军事应用中,加工和装配等误差必然对战斗部威力产生影响。为使数值模拟结果能更准确地反映实际情况,依据某单兵反坦克破甲战斗部,在考虑药型罩加工误差的前提下,对不同战斗部起爆位置方案进行了相应模拟。结果表明,起爆点位置对射流性能具有较大的影响,进而影响战斗部破甲威力。数值模拟结果与实际应用结果相吻合,也就是说在数值模拟过程中必须考虑各种误差因素,以使数值模拟结果能更加准确地反应实际情况。研究结果对单兵反坦克破甲弹生产过程的误差控制及数值仿真方案的确定具有重要的参考价值。

起爆点位置对破片飞散方向的影响研究

通过运用TG,Ansys等软件进行仿真建模计算的结果和试验结果分析对比确定小长径比多功能战斗部初始破片飞散状态,再确定仿真方案并进行仿真建模运算。仿真结果表明,在中心起爆点位置距离装药底端面29. 6 mm时,可有效缩小破片飞散角,使破片带更加集中,并且破片飞散速度有轻微提升,提高破片杀伤威力。

起爆点位置对采空区稳定性的影响研究

针对最近发现的多层采空区,为研究爆破过程不同起爆点位置对双层空区整体稳定性的影响,利用计算机数值模拟技术,对爆破动荷载作用下采空区稳定性进行研究,研究发现孔顶起爆时,双层采空区的稳定性更好,但是不利于实际生产。