【摘要】：水下鉆孔爆破是工程爆破的重要組成部分。與傳統(tǒng)陸地爆破相比，水下爆破施工難度大，技術要求高，研究和應用都相對滯后。目前，水下爆破的施工方案以及各項爆破參數(shù)的確立大多是憑借技術人員過去的施工經(jīng)驗，通過大量的試爆作業(yè)或工程類比而得到的。這種做法，對于工程實踐而言，不僅造成炸藥的浪費、影響爆破的效果，而且很容易由于孔網(wǎng)參數(shù)的選取不當而無法達到預期效果甚至發(fā)生事故。 隨著計算機技術的不斷發(fā)展，運用數(shù)值仿真技術來研究水下爆破可以大量減少試驗工作量，得到預期分析數(shù)據(jù)，進而對工程實踐起到良好的指導作用。 本文在借鑒大量爆破理論和實踐經(jīng)驗的基礎之上，結合數(shù)值仿真程序ANSYS/LS-DYNA，模擬特定條件下水下鉆孔爆破產(chǎn)生的沖擊波傳播過程,得到了沖擊波的波形曲線、壓力數(shù)據(jù)和地震動水壓力等數(shù)據(jù)，，并對取得的數(shù)據(jù)運用Cole經(jīng)驗公式進行擬合模擬并進行數(shù)值運算，最終得出了在特定的水參數(shù)、炸藥參數(shù)、巖石參數(shù)的情況下，水下鉆孔爆破過程中沖擊波傳播的規(guī)律。 在此基礎上，進一步研究了不同起爆方式、堵塞長度、炸藥對水下鉆孔爆破效果及爆破產(chǎn)生的沖擊波各參數(shù)所造成的影響。 為驗證數(shù)值仿真的可靠性，將數(shù)值仿真結論與工程實踐進行對比。把數(shù)值模擬結果與長江太子磯航道炸礁工程實例數(shù)據(jù)結果相比較，得出了數(shù)值模擬與實測結果在數(shù)量級上基本一致的結果，驗證了相關經(jīng)驗公式的適用范圍，證明了數(shù)值仿真結果的合理性和可信性。
【圖文】：

中北大學學位論文碼頭建設、航道清理、水利樞紐、水上平臺和油氣管道建設與水上（即陸上）爆破的區(qū)分是以水面作為標志。凡是在水水上爆破，也就是陸上爆破；凡是被爆巖體上部有水介質覆類型和工程項目的不同，常見的水下爆破類型分為：水中爆下鉆孔爆破、水下硐室爆破等[19]，見圖 1.1。

中北大學學位論文 水下爆破沖擊波的產(chǎn)生和傳播水下爆破所產(chǎn)生的沖擊波是研究的重要環(huán)節(jié)，炸藥在勻質、靜態(tài)的水中爆炸時產(chǎn)壓爆轟產(chǎn)物迅速由內向外擴散，在水中凝聚成比大氣狀況下爆破強很多的初始狀波，并于爆轟產(chǎn)物中反彈一稀疏波。比如 TNT 炸藥在空氣中爆炸時，初始狀態(tài)大小約為 70MPa；在水中爆炸時，約為 15GPa，此值趨近于炸藥的爆轟區(qū)范圍，為水的力阻抗趨近于爆轟產(chǎn)物的力阻抗的特性促使了該現(xiàn)象的產(chǎn)生。炸藥爆炸產(chǎn)生沖擊波的擴散，使其波形自由面速度和應力急劇下降，并使得波陣逐漸變寬，實驗表明弧形沖擊波在傳播至離爆心距十倍裝藥半徑時壓力下降為初的百分之一。P·COOL 等研究人員第一次通過實驗向外界公布了 137kg TNT 球形水中爆炸后不同爆心距處測量得到的壓力分布圖，如圖 2.1 所示。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TB41

【參考文獻】

相關期刊論文 前5條

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相關博士學位論文 前1條

1 王振宇;水下爆炸作用下結構的動態(tài)響應分析[D];哈爾濱工程大學;2008年

本文編號：2526568