水下钻孔爆破水中冲击波有害效应对周围环境影响研究

本文针对水下钻孔爆破的特点,为研究水下钻孔爆破水中冲击波有害效应影响规律,建立临近桥墩和临近船舶多孔水下钻孔爆破三维计算模型,采用ANSYS/LS-DYNA爆破模拟软件,获取水中结构速度、加速度、应力以及应变等动力响应特征,得到水下钻孔爆破水中冲击波有害效应影响规律,为现场实施提供理论参考。     

水下爆破振动传播规律及其控制技术*

为了分析、预测及控制西江龙圩水道整治工程水下爆破振动对临近建筑的影响，安装爆破振动检测仪对水下爆破所产生的质点振动峰值速度进行检测。对比采用牛顿迭代法进行回归分析所得到的2种不同爆破振动速度预测模型的精度，得出该水下爆破工程的爆破振动传播规律，并对比不同技术方案的减振效果。结果显示：在水下爆破工程中，采用不考虑高程的传统爆破振动预测数学模型适用性较弱，考虑高程影响因子的新预测模型适用性较强，采用牛顿迭代法进行非线性回归所得到的数学模型能较为准确地反映该工程的爆破振动传播规律，应用逐孔爆破技术可极大程度地控制爆破振动有害效应，保护周围建筑物。     

抛石基床水下爆破夯实的振动冲击监测与分析

针对港口码头抛石基床水下爆破夯实过程中的振动冲击问题,结合威海港国际客运码头工程实例,对基床爆夯产生的水中冲击波超压与质点爆破振动速度进行监测。通过对比,分析水中冲击波超压监测值小于经验公式计算值、水平径向质点振动速度监测值大于经验公式计算值的原因,研究水中冲击波超压与爆破地震波对临近已建成码头的作用和影响,利用监测数据拟合得到可供类似工程参考使用的水中冲击波超压经验公式,可为基床爆夯施工的安全技术工作提供参考。     

水下钻孔爆破不同起爆方式的数值模拟

以连续介质力学和动力非线性有限元理论为基础,推导了炸药、岩石和水的ALE控制方程,采用多物质的ALE算法模拟了实际工程水下岩石钻孔爆破装药中不同位置起爆时爆炸产生的应力波在岩石介质中的传播过程。模拟结果表明：无论以何种方式起爆,端部效应现象始终存在,都会影响水下钻孔爆破上部岩石破碎质量;岩石与水接触面处由于反射波作用,提高了岩石爆破质量;两点起爆效果比单点起爆好,距两端1/4处同时起爆药包的爆破效果最好。研究结果可为水下钻孔爆破工程应用和安全施工提供参考。     

厦门港刘五店港区翔安隧道水下爆破参数的确定

主要研究水下钻孔爆破对已建隧道、水工码头的影响,及其安全防护;研究水下钻孔爆破对白海豚、渔业的影响及其安全保护;通过研究水下爆破震波的特点,借鉴类似工程的经验,提出本项目对隧道、码头结构、白海豚等海洋鱼类安全的爆破控制参数计算值,确定本项目一次允许齐爆的最大药量为107.6kg。     

水下爆破地震效应对公路桥影响的测试与分析

本文以广西某水下炸礁爆破地震测试结果为依据，对爆破地震波参数进行分析。总结了影响水下爆破地震效应的主要因素，并对公路桥的爆破振动安全判据提出建议。     

利用解析法研究相同底质水域中点声源随深度传播规律

浅海波导的传播环境主要由海底和海面构成,声波在浅海波导内的传播衰减规律可以利用简化的相同底质的平行界面内声波的传播模型研究.本文利用解析法研究了浅海条件下相同底质水域中点声源的传播衰减规律,进行了平行介质内球面波的简正波分解,推导给出下表面为刚性、上表面为绝对软情况下简正波的衰减规律.分析了简正波和侧面波引起的声场;仿真计算了平行介质层中定深点声源传播的简正波和侧面波,给出相应的传播规律结论.本研究对理解浅海条件下舰船辐射噪声信号的传播衰减规律和舰船辐射噪声的量级评价具有一定的指导意义.     

气泡帷幕对港口水域爆破波的削弱

气泡帷幕技术可以削弱水下爆破产生的冲击波而受到广泛的关注,目前对气泡帷幕的研究大多局限于规则水域,对实际施工中复杂水域的研究较少,并且没有考虑到横向水流对气泡帷幕偏移的作用等。利用ANSYS/LS-DYNA对港口水域水下钻孔爆破进行了数值模拟,分析了气泡帷幕对冲击波的峰值压力和冲量削弱特性,通过与经验公式计算的规则水域中峰值压力的衰减特性对比,验证了本文所采用的数值模拟方法的合理性。研究结果表明:设置两层气泡帷幕时,气幕间距越大,气幕对冲击波的削弱作用越强;水流速度越大,气幕偏转的角度越大,其防波特性越好。     

提高水下钻孔爆破的若干理论与技术措施

主要立足于炸药在岩石内部爆破的基本理论和某些水下钻孔爆破工程实践效果情况,提出如何准确选定水下爆破理论计算中的参数和提高水下钻孔爆破的技术措施。     

近自由面水下爆炸冲击波切断效应研究

近自由面水下爆炸形成的冲击波到达自由面时会反射稀疏波,并伴随着水面的上升、破碎和飞溅等复杂物理现象。文章基于无网格SPH方法建立了近自由面水下爆炸数值模型,开发了计算程序,模拟了冲击波和自由面反射的稀疏波的相互作用过程,分析了切断现象的特性、产生机理以及对冲击波参数的影响。研究发现,爆心正上方且距自由面较近处,稀疏波作用最强;近自由面爆炸冲击波冲量可衰减为无限水域爆炸的1/3左右。文中的研究旨在探索冲击波在自由面处的传播规律,并为近自由面水下爆炸载荷的确定提供参考。     

水幕衰减爆炸冲击波数值研究

舰船上发生爆炸时,将对舱室设备、舰上人员造成严重伤害,在舱室内喷洒细水雾形成水幕是冲击波防护的有效措施之一。为了分析水幕对爆炸冲击波的衰减作用,建立冲击波在布置有水幕的舱室中传播的模型,采用Eulerian-Lagrangian方法描述冲击波与水雾颗粒的两相流动,考虑液滴碰撞、破碎、蒸发等因素的影响。计算结果表明,水幕可有效衰减冲击波的超压峰值,并对波后气体有明显的降温效果。     

水幕衰减爆炸冲击波数值研究

舰船上发生爆炸时,将对舱室设备、舰上人员造成严重伤害,在舱室内喷洒细水雾形成水幕是冲击波防护的有效措施之一。为了分析水幕对爆炸冲击波的衰减作用,建立冲击波在布置有水幕的舱室中传播的模型,采用Eulerian-Lagrangian方法描述冲击波与水雾颗粒的两相流动,考虑液滴碰撞、破碎、蒸发等因素的影响。计算结果表明,水幕可有效衰减冲击波的超压峰值,并对波后气体有明显的降温效果。     

公路隧道爆破掘进震动效应研究

根据单孔爆破荷载峰值的大小随距离的衰减关系及药包分散性的影响对多孔爆破荷载进行推导,得到控制爆破下的爆破荷载计算模式,将川本眺万等提出的不连续岸体中的损伤力学理论引入到对隧道围岩中的传播进行了解析法和有限法的数值模拟,得出一些有益的结论。     

舰船水下爆炸鞭状运动中的阻尼效应

舰船在水下爆炸气泡脉动压力作用下将产生鞭状运动冲击响应。为了掌握冲击响应的衰减规律,建立了舰船结构、设备、水舱内流体和外部流体等在振动和晃荡过程中的阻尼效应动力学模型,并编写程序对是否考虑上述阻尼效应的舰船鞭状运动响应进行了数值计算。研究结果表明,对于具有相对较大质量的内部设备和水舱的舰船来说,上述阻尼效应对舰船水下爆炸鞭状运动的衰减起到重要的作用,如不予以考虑有可能造成对舰船鞭状运动响应幅值的高估。     

结构对水下爆破振动响应的演变谱分析

运用演变谱分析了结构对水下钻孔爆破的振动响应。反映了振动响应的频率特性和瞬时平均能量在时域上的演变过程。通过现场试验监测，说明理论计算与实际监测具有较好的一致性。     

WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律研究

舰船舱室内爆炸载荷主要包含瞬态多峰值冲击波和持续时间较长的准静态超压,为了研究WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律,基于Fortran平台,采用3阶、5阶、7阶WENO有限差分格式,开发了高精度舱室内爆炸载荷三维数值计算程序。采用Sod激波管、双爆轰波碰撞、激波与熵波相互作用等经典算例初步考察了各数值格式的计算性能。开展了封闭舱室、泄压舱室内爆炸载荷数值计算,探讨了WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律。研究表明:WENO格式精度对舱室内爆炸冲击波载荷影响较大,对舱室内爆炸准静态超压载荷影响较小。     

岷江龙溪口水下岩体钻爆的爆破能量特征研究

为研究岷江龙溪口水下岩体钻爆的破岩效率,建立动力有限元模型,对比水与空气耦合介质对爆炸能量传递效率的影响,分析露天与水下爆破中岩体动力响应与能量特征。结果表明,水耦合装药条件下爆炸传入岩体的爆破能量和传递效率大于空气耦合装药条件,可见水介质耦合可以增强破岩效果。在水耦合装药条件下,覆水条件对初始阶段爆炸应力波的传播不存在影响;当压缩应力波从自由面反射后,露天水耦合爆破的单元动能以及内能较大,说明在水下爆破中与自由面接触的水介质抑制了岩体的运动并吸收了部分爆破能量。水下爆破需要增加炸药单耗才能获得露天水耦合同样的爆破效果。     

提高水下钻孔爆破效果的探讨

结合工程实践，着重分析了影响水下钻孔爆破的诸多因素，并提出为提高水下钻孔爆破效果而需要采取的相应措施。     

水下钻爆工程综合效益的优化

针对水下钻爆工程存在成本费用差异较大的问题,过研究钻孔爆破孔、排距,装药量等钻爆参数对爆破块度、爆破浅点形成的影响,分析爆破孔排距、装药量、块度、浅点、钻机船工效、挖泥船工效、泥驳工效与成本费用的关系,提出水下钻爆施工钻孔、爆破、挖装、运输、浅点处理费用优化方案。根据不同岩石性质、构造特点,经过试爆确定爆破参数,使水下钻爆成本费用可控,从而使水下钻爆工程获得较好的综合效益。通过试爆确定爆破参数,使理论计算与实际成本数据吻合较好,从而使水下钻爆工程获得较好的综合效益。     

基于波传播法的水下圆柱壳临界载荷-频率特性分析

基于振动的水下圆柱壳临界载荷的预报具有结构无损的优势。针对基于振动的数值仿真及振动试验预测方法存在的不足之处,提出了基于波传播法的水下圆柱壳失稳载荷的理论求解方法。建立了计及静水压力影响的水下圆柱壳固-液耦合振动方程,基于波传播方法获得耦合系统的频率方程。运用Muller三点迭代法求出水下圆柱壳的固有频率,通过线性拟合的方法求出水下圆柱壳临界载荷的弹性理论解,修正后可得到便于工程应用的临界载荷。结果对比表明了该方法的准确性,且具有方法简便、计算量小和易于参数优化的优点。