摘要：制备简单,价格低廉,能产生显著塑性变形的薄壁金属管芯夹芯结构在抗爆炸冲击防护领域具有广泛的应用前景。该文设计了具有面板几何非对称和芯材横向密度梯度分布的新型金属管芯夹芯板,采用数值模拟的方法对其爆炸冲击响应和能量吸收机理进行了研究。获得了金属管芯夹芯板的动态响应过程与特征,讨论了起爆高度,炸药质量,面板质量分布,芯材横向密度梯度分布对变形和能量吸收的影响。研究结果表明:金属管芯夹芯板的爆炸冲击响应过程可以分为三个阶段——芯层压缩、整体变形和弹性变形恢复;随着炸药质量的增加,起爆高度的降低,金属管芯夹芯板的后面板中心位移增加,芯层能量吸收占比下降;适当增加前、后面板厚度比和采用管芯密度正梯度分布的金属管芯夹芯板能更好地分散爆炸冲击波,提升芯层变形吸能效率,获得更好的抗爆效果。

摘要：通过数值模拟和试验两种方法对爆炸荷载下钢管混凝土构件(CFST)的动态响应进行研究。首先基于LS-DYNA非线性有限元分析软件,采用多物质流固耦合方法,建立爆炸荷载下CFST数值模型;其次,设计三根钢管混凝土试件的爆炸罐内近距爆炸试验,并基于试验结果对数值模型的有效性及合理性进行了验证;最后总结爆炸荷载作用下CFST的破坏规律,并通过参数化分析方法,研究核心混凝土强度与钢管厚度对CFST抗爆性能的影响。结果表明:数值模拟方法能够有效合理地反应CFST在爆炸荷载作用下的动态响应,对比爆坑深度和测点加速度的模拟结果与试验结果,误差均在10%以内;近距离爆炸荷载下,CFST结构的破坏形式可分为4个阶段:迎爆面破坏、跨中弯曲变形、端部受拉、振动阶段;提高核心混凝土强度和增大钢管厚度都能改善CFST的抗爆性能,核心混凝土等级为C50、C70、C80的构件背爆面中心位置位移最大值相比于C30等级分别减小了2.3%、4.3%、5.3%,钢管厚度为4 mm、5 mm、6 mm的构件相比于3 mm钢管背爆面中心位置位移最大值分别减小了17.0%、28.6%、37.4%,钢管厚度对结构抗爆性能的改善效果更为明显。

摘要：工程爆破教学中,拆除爆破构筑物建模周期长,单次实验费用消耗高,短期内无法重复实验。另外,实验本身瞬态不可逆,且危险性高,不利于近距离观察与学习。针对爆破拆除工程中实验教学的难点问题,从虚拟仿真教学实验的设计方案出发,建立了虚拟仿真教学实验平台系统。首先通过“倾倒方案选择”和“切口设计”两个环节的互动操作,让学习者掌握倾倒方案选择的依据以及爆破切口的设计方法,理解切口形状、导向窗与定向窗等爆破切口设计内容。根据烟囱倾倒的力学原理,分析切口设计要满足应力条件,熟悉受拉区、受压区以及中性轴知识,掌握切口截面应力极值的计算公式以及强度条件的应用;其次,通过“爆破参数设计”让学习者参与炸药单耗、炮孔参数及起爆网路的设计与连线,正确选择孔内外雷管段别;随后,学习者通过“安全校核”与“减震措施布置”两个环节的交互学习,掌握数据采集的步骤,学习安全校核的方法以及设置控制爆破负面效应的措施;最后,学习者进入“爆破现场”模块并亲身体会现场起爆操作过程,通过参与设计、组织施工中的每个步骤,并逐渐建立对爆破作业流程的认知。另外,实验系统对于每个模块都设置有知识介绍,便于学习者自主学习。虚拟仿真实验平台的建设不仅优化了教学方法,而且提高了教学质量,同时丰富了工程爆破实验教学特色与创新思路。

摘要：十白高速公路宋家湾连拱隧道地质条件复杂,裂隙发育,在爆破过程中存在超欠挖严重、隧道轮廓线不规整、中隔墙出现较多裂缝等问题。针对隧道不同围岩级别采取控制爆破技术,对连拱隧道开挖方式、各洞爆破参数、装药结构和起爆网路进行了优化设计,达到了减小爆破震动和改善爆破效果的目的。

摘要：基于纤维随机分布特征,对钢纤维交叉判重做出改进,设计出一种不交叉重叠的随机投放方法,借助MATLAB和ANSYS/LS-DYNA联合建立包含钢纤维、钢筋和混凝土的三维细观数值模型,通过纤维体积含量为0.6%、1.2%和1.8%SFRC板接触爆炸实验验证了细观有限元模型的正确性和有效性,从实验和数值模拟两方面对钢纤维高强混凝土板抗爆进行了研究。进一步分析长径比和板厚变化对结构抗爆性能的影响,结果表明:所建立的钢纤维高强混凝土细观数值模型较好地反映结构在承受爆炸超动态荷载作用时的损伤破坏行为,随着纤维体积含量的增加,SFRC板局部抗震塌效应显著增强,且纤维体积含量和爆炸形式相同条件下,结构整体抗爆性能随着长径比和板厚度的增加而增大,损伤程度逐渐减小,各工况迎爆面漏斗坑体积变化微小,但背部剥落坑体积减小较明显,研究表明纤维体积含量为1.8%、长径比为60、板厚为11cm时,结构抗爆性能较优。

摘要：在十白高速花石沟隧道的施工过程中,遇到了大面积的炭质片岩,其强度低、风化快、易吸湿、变形大,采用普通隧道爆破技术和开挖施工工艺时,超挖现象普遍,支护变形严重。本文应用FLAC3D软件进行炭质片岩隧道拱顶沉降数值模拟,得出其流变变形规律,为支护设计和施工工艺优化提供了依据。根据花石沟隧道的实际情况,提出了弱爆破与机械联合开挖方法,其主要技术措施包括:下台阶分区作业;小进尺,快初支;预留吸水软化层;减弱爆破设计;缩短二衬间隔。工程实践证明,该方法有效控制了炭质片岩隧道施工中的超挖现象和支护变形。

摘要：采用动力有限元分析软件并结合混凝土损伤模型,对上部空气层间隔装药爆破作用下岩石动态应力场特性进行了分析研究。计算结果表明:受自由面以及炮孔内加、卸载波两方面的影响,临空面单元随着位置的增加,破坏方式由压剪破坏逐渐转变为剪切拉伸破坏。比较反向起爆与正向起爆动态应力场发现,反向起爆时爆轰气体对岩石的静态作用强度高、时间长,有利于克服孔底岩石所受的夹制力而不易产生根底。正向起爆时,大量爆轰气体自上部裂纹及孔口逸散,不利于爆炸能量的有效利用。

摘要：东深供水沙湾隧洞已安全运行10余年,沙荷西路大望山公路隧道欲从其上方穿过,交叉段最小净距仅21.5 m,公路隧道开挖可能会对下方供水隧道的稳定性产生一定的影响。在分析供水隧洞初始状态的基础上,对上穿隧道开挖对供水隧洞的稳定性进行了数值模拟,得出供水隧洞围岩拉应力和压应力小幅增大,而供水隧洞衬砌应力呈现明显的增大趋势,最大拉应力由0.26 MPa增大到最大2.50 MPa,最大压应力由0.59 MPa增大到最大1.74 MPa,表明上穿隧道的开挖对供水隧洞衬砌产生了较大的附加应力,需采用特定的开挖工艺和加固措施,防止上穿隧道开挖引起供水隧洞的破坏。

摘要：新建公路隧道从既有供水隧洞上方穿过,在空间上形成交叉隧道,上下隧道最小净距21.5 m,为评价上穿隧道偶然爆炸对下方供水隧洞稳定的影响,应用ANSYS/LS-DYNA对其进行了数值模拟研究。结果表明:当上穿公路隧道油罐车在运输过程中发生爆炸时,下方供水隧洞的拱顶、拱腰对爆炸冲击波的响应较大,最大振动速度约为10.1 cm/s,拱腰和拱底的振动速度分别为8.9 cm/s和3.9 cm/s,拱顶、拱腰部位的最大振动速度大于水工隧洞的安全质点振动速度;此时隧洞最大的动拉应力点位于拱顶,为1.01 MPa,加上隧洞衬砌静态应力(约1.0 MPa),超过了C25砼的抗拉强度设计值1.27 MPa,故油罐车偶然爆炸会造成供水隧洞结构的破坏,影响其稳定性,须采取一定的交通管制措施。

摘要：根据金山店铁矿实际参数与放矿规律,基于无底柱分段崩落法爆破参数优化设计方法,开发了回采爆破参数计算机辅助设计系统。该设计系统可模拟各种采场结构下的爆破参数设计,并将爆破参数与炮孔布置生成在CAD设计图纸上,供设计人员参考和改正,具有效率高的优点。