减振材料对圆柱水池爆破振动规律的影响

在水下爆炸理论与技术的应用研究中,爆炸水池是十分重要的基础试验装置。研究爆炸水池爆破振动效应和减振对于圆柱形爆炸水池使用过程中的振动控制具有指导意义。为研究圆柱形水池内部装药爆炸对周围地面产生的爆破振动并寻求合适的减振材料,选取了建筑碎石、SD型橡胶垫2种减振材料,在小型爆炸水池中进行了单药包在无减振、建筑碎石和SD型橡胶垫减振3种模式下的爆炸试验,对采集到的爆破振动信号进行峰值振速分析、EEMD-HHT(ensemble empirical mode decomposition-Hilbert-Huang transform)处理及小波包分析。结果表明:爆炸水池周围地面的爆破振动包含爆炸冲击波导致的振动、水池跳动导致的触地振动,通过Hilbert瞬时能量分析可以有效识别水池产生的跳动;碎石减振和SD型橡胶减振垫模式下的振速较无减振模式下的振速分别降低53.0%和43.1%,振动能量分别降低64.9%和57.4%;3种减振模式下爆破振动信号的频率主要分布在10~80 Hz区间;无减振、建筑碎石减振、SD型橡胶垫3种减振模式下10~40 Hz频带的能量占比分别为79%、69%、66%,40~80 Hz频带的能量占比分别为11%、29%、31%。碎石和SD型橡胶垫具有吸能、减少低频成分和增加高频成分的效果,可有效降低近处测点的峰值振速。碎石减振模式下振动信号频带的能量分布较SD型橡胶垫模式下的能量分布更加均匀。

冲击载荷作用下多孔材料复合结构防爆理论计算

多孔材料具有减震和吸收冲击能量的特点,但是单一的多孔材料强度较低,为降低爆炸冲击载荷对结构的破坏,在混凝土墙壁或者两层装甲钢板中间添加一层或者几层多孔吸能材料(多孔聚氨酯、泡沫铝、铁等)构成多层复合抗爆结构,实现防爆和衰减冲击波的功能。当炸药爆炸驱动飞片高速冲击多层复合结构时,多孔材料产生塑性变形被压实。由于多孔材料冲击波阻抗很低,能够大大地削减应力波的强度。在这个过程中,飞片的冲击能量被减小,和单层结构相比,防爆能力被提高。为研究多层复合结构的防爆机理,应用冲击载荷下的材料动态本构关系,对冲击波在“钢板—多孔材料—钢板”3层介质中的传播规律和各层介质中的冲击载荷进行计算,并对应力波在多孔材料复合结构中的衰减变化过程进行一维理论分析。

爆炸荷载作用下地下复合结构的合理刚度匹配

通过对多层复合结构的力学分析 ,得出了复合结构体系的广义能量泛函 ;并针对具体的算例 。

不同壳体装药爆炸威力的数值模拟及试验研究

为研究装药壳体材料对爆炸威力的影响,对不同壳体装药在空气和混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了数值模拟及试验研究。结果表明,在相同的装药情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压相对D 6A钢壳体装药的高。因碳纤维复合材料壳体装药爆炸时不产生破片,所以对远距离目标不造成破坏,而D 6A钢壳体装药爆炸时产生的破片对远距离目标具有一定的杀伤效应。从混凝土靶的爆炸破坏效应来看,碳纤维复合材料壳体装药在阻抗匹配方面要比D 6A钢壳体装药好,更利于爆炸冲击波的传播。在同样装药的情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于D 6A钢壳体装药。静爆试验证明了数值计算与试验结果相一致。

高台阶抛掷爆破速度规律的数值模拟

为了获得高台阶抛掷爆破作用下岩石的抛掷速度变化规律,结合现场实验,采用理论分析、高速摄影技术、数值计算方法开展研究.研究结果表明,炮孔内炸药起爆后,坡面岩石抛掷初速度达到最大值的时间在93～105 ms之间,最大抛掷初速度在18～28 m/s之间;坡面岩石的最大抛掷初速度在延炮孔内传爆方向呈增长、稳定、下降的趋势;岩石抛掷运动过程的最后阶段呈自由落体运动,个别岩块的运动速度存在增减现象,主要是由于岩体破碎后岩块间存在的相互碰撞作用;高速摄影实验结果验证了数值计算结果的正确性、RHT材料本构模型及参数在高台阶抛掷爆破数值计算过程中的可用性。

低附带毁伤弹药爆炸威力的理论分析与试验研究

为适应现代反恐作战的需求,提出了一种新型低附带毁伤弹药,根据爆炸力学相关理论建立了杀伤元抛撒速度与复合材料外壳、装药三者之间的关系模型。通过静爆试验,利用压力传感器测试出3种不同装药爆炸后的超压曲线。结果表明,从压力曲线来看复合材料外壳装药与纯炸药、发泡塑料外壳装药爆炸产生的冲击波超压曲线不同,正压作用时间长。最后得出,与传统杀爆弹相比低附带毁伤弹的杀伤区域较小,而在较小的杀伤区域内杀伤效应更强。

梯度蜂窝夹芯板在爆炸荷载作用下的动力响应

利用弹道冲击摆锤系统对分层梯度蜂窝夹芯板在爆炸荷载下的动力响应进行了实验研究,分析了梯度蜂窝夹芯板在爆炸荷载作用下的变形失效模式,并与传统非梯度蜂窝夹芯板的抗爆性能做了对比。通过一维应力波理论,分析了应力波在梯度芯层中的传播规律。应力波透射系数在梯度试件中比非梯度芯层中小,而且相对密度递减的芯层组合有最小的应力波透射系数。综合考虑结构变形失效模式,后面板挠度,芯层压缩量以及应力波传播特点得到:分层梯度蜂窝夹芯板的抗爆性能明显优于传统的非梯度夹芯板,在所研究的荷载范围内,芯层相对密度从大到小排列试件的抗爆性能相对较好。

新型敏化气泡载体对乳化炸药爆炸威力及减敏性的影响

针对NaNO2敏化的传统乳化炸药存在的爆炸威力低和压力减敏问题,研制出了MgH2型储氢乳化炸药。该炸药使用储氢材料MgH2敏化,MgH2在乳化炸药中起到了敏化剂和含能材料的双重作用。在炸药爆炸过程中MgH2参与爆轰反应,提高了乳化炸药的爆炸威力;当炸药受到外界压力作用时,MgH2受压会释放出H2,从而减弱敏化作用的破坏。水下爆炸和冲击波动压作用实验结果表明:与传统NaNO2型乳化炸药相比,MgH2型储氢乳化炸药具有优异的爆轰性能和抗压力减敏能力。最后,通过扫描电镜研究2种乳化炸药受压前后微观结构的变化,探讨MgH2型储氢乳化炸药抗压力减敏机理。

间隔装药对爆破破碎效果的影响

用空气、水和岩粉３种间隔材料进行了间隔装药爆破试验，研究了间隔对破碎块度的影响，得出３种材料的临界间隔比例值，对比了该３种材料间隔与全长偶合装药的异同，讨论了间隔的位置、长度及间隔材料对爆破破碎效果的影响。

高砾石土心墙坝硬岩过渡料精细爆破法开采研究

高砾石土心墙堆石坝过渡料对坝体的变形协调至关重要,要求过渡料级配连续良好,规范规定最大粒径宜≤300 mm.过渡料的平均块度d50一般仅为15～55mm,当料源为花岗岩等硬岩时,爆破开采难度大.结合长河坝水电站过渡料开采爆破试验,介绍了通过适当增加爆破单耗、合理布置炮孔间排距以及采用微差顺序起爆网路等技术,可以通过爆破法直接开采过渡料,并结合试验成果对Kuz-Ram模型中不均匀指数进行了修正.完整致密坚硬岩体爆破开采过渡料应选择可爆性较好的区域,爆破器材选择高威力成品乳化炸药以及高精度雷管等,可通过降低单孔装药量,加密炮孔间、排距和控制台阶高度等,来控制爆破块度.试验研究成果对有严格级配和粒径要求的堆石坝坝料爆破开采有一定的参考价值.

基于Riemann问题的可压缩多介质流体数值模拟及在二维爆炸冲击波传播问题中的应用

为有效提高可压缩多介质流体数值模拟的精度和稳定性,需要准确描述界面的位置以及界面两侧介质间的相互作用.针对J WL、多项式等具有高度非线性状态方程的多种流体间的相互作用问题,提出了一种通用、高效、误差可控的Riemann问题求解方法,能有效提高物质界面上各物理量的计算精度.结合Euler坐标系下的可压缩多介质流体数值方法,建立了一套能够模拟具有高密度比、高压力比以及复杂状态方程的二维多介质流体计算体系;结合网格自适应技术,对TNT空中爆炸自由场、TNT爆炸近区冲击波反射和水下爆炸等问题进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比.结果表明,数值计算的爆炸冲击波参数与相关实测结果一致,表明该方法可用于复杂环境下爆炸冲击波传播规律的研究.

非线性弹性大变形材料梁的抗爆特性

从理论上探讨了非线性弹性大变形材料应用于抗爆结构的可行性,为此,基于等效结构体系的分析原理,将两端固定铰支梁的横向和纵向位移表示为三角级数形式,应用第二类Lagrange方程建立了非线性大变形材料梁的非线性分析方法,并且用ABAQUS有限元软件中的超弹性材料模型验证了所提出的方法的有效性。对典型的爆炸荷载作用下非线性弹性大变形材料梁的抗爆特性进行了分析,讨论了动力放大系数和材料性质及动荷载之间的关系。结果表明:与线弹性小变形材料相比,非线性弹性大变形材料具有优良的抗爆特性,结构的抗爆能力随结构变形的增大而显著提高。

水下爆破技术发展

为梳理水下爆破技术的发展脉络,总结水下爆破技术的最新成果,在查阅大量文献资料的基础上,结合参与的大型工程实践经验和研究成果,从水下爆破机理、水下爆破器材、水下爆破设计及优化等方面详细介绍了水下爆破技术的最新研究进展。重点介绍了各时期水下爆破新技术在水下炸礁爆破、水下岩塞爆破、围堰拆除爆破等工程中应用的典型案例。可为水下爆破新技术在港口码头建设、水运航道疏浚、水利水电水下爆破拆除、交通桥梁水下爆破施工等工程领域的应用提供参考。

中国高温介质爆破研究现状与展望

论述了高温爆破的应用领域,从高温爆破的降温措施、高温爆破技术、耐高温爆破器材、爆破器材隔热防护材料4个方面阐述了我国高温爆破的研究现状,并提出了目前我国高温爆破存在的问题,最后,对我国未来高温爆破的研究方向提出了看法。

新旧炮孔堵塞材料堵塞性能的初步比较

就新、旧两类不同炮孔堵塞材料所形成的炮孔堵塞体的抗滑和抗剪能力、在炮孔中的运动形式、传递爆炸气体压力的作用以及所吸收的爆炸能量等几个方面进行初步比较，以此说明新炮孔堵塞材料的堵塞能力和堵塞效果．

高温炮孔中乳化炸药升温规律分析

为了获得高温炮孔中防护前后的乳化炸药内部温度变化规律,采用热电偶测温技术对乳化炸药内部不同位置的温度变化曲线进行测量。结果表明:防护下乳化炸药最高温度不超过水浴温度,其内部不同位置的温度变化曲线可通过指数函数进行较好的描述,最外层的温度变化曲线与水的温度变化曲线变化规律基本一致,而内部温度相对较低,说明乳化炸药的外层受到环境温度影响较大,而油包水结构与硝酸铵溶液吸热作用导致内部升温速率相对较慢,因此有利于防护后的乳化炸药在高温火区中得到应用。

淮南煤矿深部岩巷掘进用爆破器材优化

根据炸药爆炸理论, 通过对煤矿用爆破器材现状分析和淮南矿区实际使用的爆破器材性能测试, 优化出淮南煤矿深部不同条件下岩巷掘进用爆破器材的品种, 简要介绍了现场使用情况和效果。

中国工程爆破与爆破器材的现状及展望

以典型的工程爆破实例,从露天深孔台阶爆破、水下爆破、冻土工程爆破、硐室爆破、城镇拆除爆破及爆炸加工等几方面,阐述了我国工程爆破技术现状与取得的丰硕成果;从爆破器材的产品种类与产量,工业炸药尤其是粉状乳化炸药和乳化炸药现场混装车新技术,以及起爆器材特别是数码雷管和塑料导爆管等方面,介绍了我国爆破器材生产技术的现状与发展历程。作者结合国情,展望了各技术的发展前景与重点攻克的课题,激励业界人士正视现状、展望未来、抓住时机,努力实现21世纪爆破技术的跨越式发展。

工程爆破技术发展与展望

在介绍我国工程爆破技术发展现状以及存在问题的基础上,分析了当前工程爆破领域技术进步所呈现的主要特点,详述了我国工程爆破主要发展方向以及研究重点。

首都推广实施专业爆破服务模式的探索与实践

由爆破公司实施专业化爆破服务是国际上通行的爆破作业方式,也是我国民用爆炸物品管理的发展方向。本文论述了专业爆破服务模式对爆炸物品安全管理的重要性和必要性,介绍了首都警方以北京市昌平区作为试点的实践过程和经验。表明实施专业爆破服务模式,有利于建立和完善爆破作业现场安全管理体系、强化爆破技术管理和爆破安全过程控制、减少了爆炸物品流失,并实现爆破公司与矿山企业经济双赢。