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宽孔距爆破模型试验及近场动力学计算研究 被引量：1
1
作者 吴亮 张澳 +1 位作者 周俊汝 陈明 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-7,共7页
针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破... 针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破岩中裂纹扩展过程、介质位移响应规律进行了研究。结果表明:临空面一侧的径向裂纹受到临空面反射拉伸应力波的作用,表现出向临空面拐角分叉的特征,并逐渐向临空面扩展,最后形成主裂纹组成漏斗形状。在最小抵抗线固定不变条件下,随着炮孔密集系数的增加,应力降低区逐渐增大,同排炮孔间的径向贯通裂隙消失,过大的炮孔密集系数也进一步造成前后排孔间贯通裂纹消失,最后导致单孔爆破的情况发生。位移计算结果进一步证实了上述规律,并且当炮孔密集系数较小时,前排炮孔留下的岩埂刚好被后排炮孔爆破破碎,随着炮孔密集系数的增大,后排孔爆破对前排炮孔所留下的岩埂破碎作用效果逐渐降低。建议实际工程中根据岩体力学性质、地质条件以及爆破目的适当调整密集系数来降低炸药单耗与大块率。 展开更多
关键词 近场动力学 宽孔距爆破 裂纹扩展 密集系数
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极小净距大断面隧道两台阶法控制爆破方法
2
作者 蔡路军 邹朋来 +1 位作者 赵云鹏 何理 《工程爆破》 北大核心 2025年第2期54-64,74,共12页
极小净距隧道后行洞爆破开挖产生的爆破振动是影响先行洞安全的主要因素,控制爆破振动确保先行洞的安全极为关键。以渝昆高铁大山坡极小净距隧道为工程背景,在先行洞布置测点,监测后行洞爆破作业产生的振动。通过对监测振动数据进行分析... 极小净距隧道后行洞爆破开挖产生的爆破振动是影响先行洞安全的主要因素,控制爆破振动确保先行洞的安全极为关键。以渝昆高铁大山坡极小净距隧道为工程背景,在先行洞布置测点,监测后行洞爆破作业产生的振动。通过对监测振动数据进行分析,利用工业电子雷管延时精确的特点,优化隧道减振爆破方案,并根据净距逐渐减小的特点,动态调整减振控制爆破方案。基于监测数据对后行洞爆破开挖产生的爆破振动对先行洞的影响规律进行了总结,发现各测点X向(径向)振速最大,径向振速与合速度相近;爆破开挖对爆源后方未形成中隔岩墙的扰动大于前方已形成中隔岩墙区域;爆破主振频率集中在高频段(50~120 Hz);掏槽孔和周边孔产生的振速最大。通过改变掏槽孔的形式、优化掏槽孔段别以及优化周边孔的起爆顺序,合理地解决了掏槽引起振动过大的问题,较好地控制了掏槽孔和周边孔的振动速度;周边孔孔间延时为3 ms的逐孔毫秒延时爆破,也取得了较好的光面爆破效果,平均线性超欠挖为13.5 cm,周边孔段振速更平稳,峰值振速更低。 展开更多
关键词 极小净距隧道 工业电子雷管 爆破振动 安全控制 逐孔毫秒延时爆破
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抵抗线对水下台阶爆破效果影响的模型试验及其数值分析
3
作者 吴亮 刘琳 +1 位作者 余创 周俊汝 《爆破》 北大核心 2025年第1期56-62,共7页
抵抗线作为爆破设计中的核心参数,与岩石的抛掷距离以及破碎程度都有着密切的关系,从而直接影响破碎效果以及最终的爆堆形状。由于水下爆破工程具有显著的复杂性,影响水下爆破效果的因素错综复杂,因此,探究抵抗线参数对水下台阶爆破的... 抵抗线作为爆破设计中的核心参数,与岩石的抛掷距离以及破碎程度都有着密切的关系,从而直接影响破碎效果以及最终的爆堆形状。由于水下爆破工程具有显著的复杂性,影响水下爆破效果的因素错综复杂,因此,探究抵抗线参数对水下台阶爆破的影响规律是必不可少的。通过设置不同抵抗线参数的水下台阶钻爆试验,并采用FLUENT-EDEM耦合方法对抵抗线为2 cm、4 cm、5 cm、6.5 cm四种情况下的爆破试验进行数值模拟,将试验与数值模拟相结合综合评估了抵抗线参数对水下台阶爆破效果的影响。结果表明:抵抗线参数增加初期,用于破碎岩石的有效能量占比增加,且爆破漏斗体积也进一步增大,但随着抵抗线的进一步增加,岩体单位体积所承担的爆炸能量反而降低,另外应力波反射作用强度也减弱了,因此爆破块度的不均匀性呈现出随抵抗线先减小后增大的规律。此外,数值计算能较好地对模型试验的爆破效果进行模拟且结果一致,说明运用FLUENT-EDEM流固耦合方法来探究水下台阶爆破块度破碎问题是切实可行的。 展开更多
关键词 水下爆破 流固耦合 FLUENT EDEM 抵抗线
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混凝土烟囱爆破拆除工程教学的虚拟仿真实验建设 被引量：3
4
作者 吴亮 段卫东 +3 位作者 蔡路军 周俊汝 蒋培 严鹏 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第3期229-235,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 爆破拆除 混凝土烟囱 虚拟仿真实验 教学设计 力学教学改革
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基于Fluent-EDEM流固耦合算法的水下台阶爆破爆堆形成过程研究 被引量：3
5
作者 吴亮 余创 +2 位作者 梁志坚 段卫东 陈明 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第4期37-43,123,共8页
针对水下岩石台阶爆破过程中破碎块体复杂的受力运动及其堆积过程,采用FLUENT-EDEM流固耦合的数值计算方法,在颗粒间引入平行键与Hertz-Mindlin接触模型,通过巴西劈裂实验与数值计算的结果对比,标定了平行键的参数,并建立了水下台阶爆... 针对水下岩石台阶爆破过程中破碎块体复杂的受力运动及其堆积过程,采用FLUENT-EDEM流固耦合的数值计算方法,在颗粒间引入平行键与Hertz-Mindlin接触模型,通过巴西劈裂实验与数值计算的结果对比,标定了平行键的参数,并建立了水下台阶爆破模型,分析了水对岩体破碎和运动的力学作用机理,研究了水下台阶块体颗粒鼓包抛掷的整个运动过程,讨论了块体速度、块体分层堆积和流场特点。结果表明:块体颗粒堆积分层与其初始速度以及位置高度有关,台阶中部块体颗粒相对位置较高,在爆炸荷载作用下水平运动距离最远,上部堵塞部分的块体颗粒受爆炸荷载作用小,其主要在重力与浮力作用下翻滚覆盖在中部块体颗粒层之上。起爆初期爆炸能量主要是破碎岩石,水体无明显流速,随着块体颗粒的鼓包抛掷运动,台阶前表面附近的流体流线速度最大,当块体颗粒开始滚动滑落时,流线则主要受到颗粒的运动形式影响。另外,FLUENT-EDEM流固耦合的数值计算模型能精确模拟水下台阶爆破块体运动问题,可为水下岩体爆破工程提供新的研究手段。 展开更多
关键词 水下爆破 流固耦合 FLUENT EDEM 爆堆
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地下厂房高应力区节理岩体爆破开挖松动特性研究
6
作者 吴亮 施明 +1 位作者 向晓锐 陈洋 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第12期1949-1956,共8页
为研究地下厂房高应力区岩体在爆破卸荷过程中的松动特征,采用动力松弛与显示计算法分析不同扰动荷载、侧向约束以及地应力水平等参数对块体位移的影响。结果表明:1)在无侧向约束条件下,高应力区节理岩体爆破开挖产生的松动位移主要由... 为研究地下厂房高应力区岩体在爆破卸荷过程中的松动特征,采用动力松弛与显示计算法分析不同扰动荷载、侧向约束以及地应力水平等参数对块体位移的影响。结果表明:1)在无侧向约束条件下,高应力区节理岩体爆破开挖产生的松动位移主要由爆破作用产生的能量提供;随着卸荷方向地应力水平的增加,地应力卸荷产生的松动位移与岩体初始储存的弹性应变能成正比。2)耦合荷载作用下岩块产生的位移为爆破冲击与地应力直接卸荷的非线性叠加,且随着地应力水平的增加,耦合荷载作用对岩块松动位移有增大效应。3)在侧向地应力条件下,高应力区岩体爆破开挖松动受侧向母岩的摩擦与吸收爆炸能量作用的影响,其松动位移显著减小;随着侧向应力水平的增加,节理松动位移主要由初始地应力储存的能量提供,即原岩应力卸荷产生的松动位移大于爆破冲击引起的松动位移。 展开更多
关键词 地下厂房 节理岩体 高应力 爆破 卸荷
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爆炸载荷作用下金属管芯夹芯板的动态响应与吸能机理研究
7
作者 邹朋来 蔡路军 +2 位作者 张威 李嫣惠 钟冬望 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期1-11,共11页
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... 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。 展开更多
关键词 管芯夹芯结构 梯度 非对称 抗爆能力 能量吸收
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椭圆增强内凹六边形拉胀蜂窝的面内压溃行为
8
作者 颜芝 韩芳 +1 位作者 张威 王慧玲 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期223-232,共10页
为增强传统内凹六边形(RE)蜂窝的承载和能量吸收能力,将椭圆结构与RE蜂窝结构相结合,提出了一种新型椭圆增强内凹六边形拉胀(REE)蜂窝。考虑了椭圆结构的两种排列方式,即间隔排列(REE-I)和全排列(REE-II)。建立了有效的数值模型,通过数... 为增强传统内凹六边形(RE)蜂窝的承载和能量吸收能力,将椭圆结构与RE蜂窝结构相结合,提出了一种新型椭圆增强内凹六边形拉胀(REE)蜂窝。考虑了椭圆结构的两种排列方式,即间隔排列(REE-I)和全排列(REE-II)。建立了有效的数值模型,通过数值模拟研究了REE蜂窝的变形失效模式、泊松比效应和能量吸收性能。研究结果表明,椭圆结构的引入没有明显削弱结构的负泊松比效应,但是显著提高了其承载和能量吸收能力。进一步讨论了几何参数对REE蜂窝力学性能的影响,发现两种REE蜂窝在变形阶段都表现出了负泊松比效应,椭圆结构设计和内凹角度对REE蜂窝的整体性能有较大影响。两种REE蜂窝的平台应力和比能量吸收均与b/a呈正相关、与θ呈负相关的关系,b/a越大、θ越小的REE蜂窝具有更强的承载和能量吸收能力。 展开更多
关键词 内凹六边形蜂窝 椭圆增强 负泊松比 能量吸收 压缩行为
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