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装药不耦合系数对碳酸盐岩爆炸地震波能量的影响

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爆炸与冲击 2011年第6期31卷 612-618页

作者：钟明寿龙源谢全民纪冲刘好全解放军理工大学工程兵工程学院江苏南京210007

针对碳酸盐岩中化学爆炸地震勘探激发地震波能量弱、频率高、信噪比低的现状,为对炮孔装药结构提出合理的改进措施,建立了耦合与不耦合装药孔壁爆炸载荷及透射波能量的计算模型,并借助MAT-LAB编程计算得到解析解。同时在灰岩场地进行了... 详细信息

针对碳酸盐岩中化学爆炸地震勘探激发地震波能量弱、频率高、信噪比低的现状,为对炮孔装药结构提出合理的改进措施,建立了耦合与不耦合装药孔壁爆炸载荷及透射波能量的计算模型,并借助MAT-LAB编程计算得到解析解。同时在灰岩场地进行了装药不耦合系数Kd对地震波能量影响的现场实验,应用基于功率谱的能量分析方法对实验数据进行了分析。理论计算和现场实验研究均表明:地震波信号总能量随着Kd的增大而减小;但是当Kd=1.5时,采集的地震波信号主频低、信噪比最高。因此在实际碳酸盐岩储层中,可采用Kd=1.5的装药结构形式,同时通过加大炮孔装药量以弥补地震信号总能量,从而改善地震勘探激发效果。

关键词：爆炸力学不耦合系数地震波能量碳酸盐岩信噪比

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工程爆破中径向水不耦合系数效应数值仿真

岩土力学 2005年第12期26卷 1926-1930页

作者：王志亮李永池中国科学技术大学力学与机械工程系合肥230027

在实际工程爆破中,水不耦合炮孔是较常见的,其中水不耦合装药系数是影响爆破效果的关键因素之一。该系数取不同的值,将产生不同的应力波传播机理以及介质的损伤破坏程度。以往的研究主要集中于理论解析法和模型试验法。基于大型非线性... 详细信息

在实际工程爆破中,水不耦合炮孔是较常见的,其中水不耦合装药系数是影响爆破效果的关键因素之一。该系数取不同的值,将产生不同的应力波传播机理以及介质的损伤破坏程度。以往的研究主要集中于理论解析法和模型试验法。基于大型非线性动力分析软件LS-DYNA,采用著名的混凝土损伤Johnson-Holmquist-Concrete模型,针对无限混凝土介质水不耦合装药爆破中不同径向耦合系数Kd,展开了对比数值计算,综合分析了损伤破坏区分布和孔壁压力、加速度以及速度等与径向不耦合系数间的关系,得出的结论具有一定的参考价值。

关键词：混凝土介质工程爆破不耦合系数数值分析

不耦合系数对水下爆破破岩效果影响的数值分析

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工程爆破 2022年第6期28卷 25-32,57页

作者：陈涛汪海波王丽敏吕闹宗琦安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

为了探究水下岩石爆破中水对爆破效果的影响,应用数值模拟的方法对单孔水不耦合装药爆破模型结构下不同不耦合系数(K=1.21、1.28、1.35、1.44)和双孔爆破模型不同炮孔间距(240、280、320、360 cm)的爆破作用效果进行数值模拟。结果表明... 详细信息

为了探究水下岩石爆破中水对爆破效果的影响,应用数值模拟的方法对单孔水不耦合装药爆破模型结构下不同不耦合系数(K=1.21、1.28、1.35、1.44)和双孔爆破模型不同炮孔间距(240、280、320、360 cm)的爆破作用效果进行数值模拟。结果表明:当不耦合系数K为1.21时,孔壁和炮孔周围的峰值应力最大且测点随着距离药柱的水平距离增大测点的峰值应力呈指数函数的形式衰减。水不耦合装药具有使岩体受力均匀、作用时间较长、应力衰减较少的特性且能量的传递效率更高的优点。应力云图表明越靠近孔心,水不耦合装药提高单元的峰值应力的越强。当水下爆破的岩石为强度较高的微风化英安岩,为了使岩石破碎,需要确定炮孔间的最优的炮孔间距,以达到最优的爆破效果,通过数值模拟确定炮孔间距为280 cm时,炮孔连心线处有效应力峰值可达到75 MPa以上,可以使岩石破碎,为最大的炮孔间距。数值模拟为实际的水下爆破工程提供理论依据。

关键词：水下爆破不耦合系数水不耦合装药最优炮孔间距数值模拟

不耦合系数对CO_(2)相变致裂影响数值模拟及研究

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工程爆破 2023年第6期29卷 110-121页

作者：贾进章邢迎欢李斌赵丹辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室(辽宁工程技术大学) 辽宁葫芦岛125105 湛江科技学院建筑工程学院广东湛江524000

为了提高液态CO_(2)相变致裂的增透效果,探究孔径尺寸对致裂效果的影响,采用LS-DYNA软件对“不耦合装药”结构下CO_(2)致裂效果进行数值模拟,分别得到了不同径向不耦合系数下的损伤分布云图、孔壁压力时程曲线、峰值速度分布图,采用“Lo... 详细信息

为了提高液态CO_(2)相变致裂的增透效果,探究孔径尺寸对致裂效果的影响,采用LS-DYNA软件对“不耦合装药”结构下CO_(2)致裂效果进行数值模拟,分别得到了不同径向不耦合系数下的损伤分布云图、孔壁压力时程曲线、峰值速度分布图,采用“Logistic”函数对损伤分布进行描述。研究表明,随着不耦合系数的增大,压碎区范围先快速减小后缓慢减小,裂隙区呈先增大后减小的变化趋势,在K=1.46时破坏区范围最大,此时为最优不耦合系数;当K=1.60时,压碎区与裂隙区的过渡特征变得不再明显,破坏区主要由均匀的裂隙区构成;不耦合致裂结构能改变爆生气体应力波加载方式,降低应力波峰值、延长应力波作用时间,从而能有效降低CO_(2)相变致裂的振动效应,径向不耦合系数K=1.60相较K=1.07,振动强度降低2.48倍。现场试验表明:采用K=1.46致裂结构产生较小的压碎区,裂隙扩展区较K=1.07更大,裂纹发育更长,瓦斯体积分数与瓦斯纯流量较致裂前增加了4.28倍、4.89倍,相较K=1.07瓦斯抽采效果更佳。该研究结果可为CO_(2)相变致裂效果提供理论支撑。

关键词：不耦合系数 CO_(2)相变致裂 LS-DYNA 压力时程曲线速度峰值

不同不耦合系数下花岗岩爆破损伤特性的离散元模拟

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高压物理学报 2022年第1期36卷 200-210页

作者：袁增森徐振洋潘博李广尚辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为研究径向装药不耦合系数对花岗岩爆破损伤程度的影响,在考虑爆炸冲击波和爆生气体共同作用的基础上,提出了一种"动"、"静"荷载混合施加的PFC爆破模拟方法,采用该方法分别进行了6种不耦合系数下花岗岩爆破过程的数值模拟。模拟结果显示... 详细信息

为研究径向装药不耦合系数对花岗岩爆破损伤程度的影响,在考虑爆炸冲击波和爆生气体共同作用的基础上,提出了一种"动"、"静"荷载混合施加的PFC爆破模拟方法,采用该方法分别进行了6种不耦合系数下花岗岩爆破过程的数值模拟。模拟结果显示,随着装药不耦合系数的增大,花岗岩爆破损伤程度先增强后减弱。耦合装药下,爆生裂纹数量为9367;不耦合系数为1.2时,裂纹数量增加至最多,为24975;不耦合系数为2.0时,裂纹数量减少为292。对比耦合装药和不耦合系数为1.4时的花岗岩损伤模式发现,爆生气体的准静态压力对爆生裂纹的扩展具有重要作用。根据不同不耦合系数下的爆生裂纹数量,建立了不耦合系数大于或等于1.2时的岩石爆破损伤程度预测模型,拟合度达0.9808。该预测模型对爆破施工设计等工作具有一定的参考意义。

关键词：花岗岩不耦合系数爆炸损伤裂纹颗粒流模拟

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不耦合系数对深水岩石钻孔爆破水中冲击波传播特性影响的数值模拟研究

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爆破器材 2013年第3期42卷 11-15页

作者：秦入平顾文彬王振雄廖昆陈学平胡亚峰董勤星中国人民解放军理工大学江苏南京210007 55426部队黑龙江哈尔滨150049

文章基于岩石材料的HJC本构模型,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,模拟了深水岩石钻孔爆破水中冲击波的传播过程,分析了不耦合系数对不同方向上冲击波传播特性的影响。结果表明:不耦合系数对水中冲击波峰值压力和比冲量都有重要影响... 详细信息

文章基于岩石材料的HJC本构模型,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,模拟了深水岩石钻孔爆破水中冲击波的传播过程,分析了不耦合系数对不同方向上冲击波传播特性的影响。结果表明:不耦合系数对水中冲击波峰值压力和比冲量都有重要影响;在不同的方向上,比冲量随距离的衰减规律是不同的,其大小受不耦合系数也即装药量的影响较大。

关键词：不耦合系数水中冲击波深水岩石钻孔爆破数值模拟

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爆破扩腔能耗随不耦合系数的变化规律

兵工学报 2024年

作者：黄永辉秦丽绚徐锐张智宇昆明理工大学电力工程学院玉溪矿业有限公司昆明理工大学国土资源工程学院

为了优化地下工程周边孔光面爆破中炸药能量分布情况，提高孔痕率，保证光面爆破效果，采用爆破破岩及断裂力学理论，构建了扩腔能耗计算方法，通过浇筑素混凝土模型进行爆破试验，得到了扩腔尺寸、体积和能耗随不耦合系数K的变化规律... 详细信息

为了优化地下工程周边孔光面爆破中炸药能量分布情况，提高孔痕率，保证光面爆破效果，采用爆破破岩及断裂力学理论，构建了扩腔能耗计算方法，通过浇筑素混凝土模型进行爆破试验，得到了扩腔尺寸、体积和能耗随不耦合系数K的变化规律。研究结果表明：在K由1.25增大到3.375过程中，扩腔直径平均为3.43 cm；扩腔长度平均为12.7 cm；扩腔体积介于52.98～155.56 cm3；扩腔能耗介于0.58～1.70 kJ，其在炸药总能量中的占比介于2.9%～8.5%，并随K增大扩腔体积和能耗呈减小趋势；K在达到3～3.5时对减小扩腔能耗效果最为明显，而后趋于平稳；K增大会减轻炸药能量对炮孔壁岩石的粉碎程度，使扩腔体积减小，同时扩腔能耗降低；模型试验结果与理论分析相互验证，表明在一定范围内选取较大的不耦合系数可以减小扩腔能耗。

关键词：工程爆破扩腔能耗不耦合系数模型试验

装药不耦合系数对初始地应力下岩石爆破裂纹扩展影响的试验研究

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爆破 2022年第4期39卷 1-9页

作者：徐颖顾柯柯葛进进程琳姚威卢龙刚刘家兴安徽理工大学土木建筑学院淮南232001 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室淮南232001

不耦合装药会改变爆炸产物对岩石的作用方式,从而获得不同的爆破破碎岩石的效果。为研究装药不耦合系数对初始地应力下岩石爆破裂纹扩展的影响,利用一种符合硬岩力学特性的透明模型相似材料,开展双向等荷载下透明岩石爆破相似模型试验... 详细信息

不耦合装药会改变爆炸产物对岩石的作用方式,从而获得不同的爆破破碎岩石的效果。为研究装药不耦合系数对初始地应力下岩石爆破裂纹扩展的影响,利用一种符合硬岩力学特性的透明模型相似材料,开展双向等荷载下透明岩石爆破相似模型试验。试验结果表明:等围压荷载作用下,模型试件所产生的最长径向主裂纹沿着对角线(最大主应力)的方向扩展;不耦合系数显著影响初始应力状态下岩石爆生裂纹的扩展,爆后模型试件上产生的径向主裂纹,其长度最大值以及平均值均随不耦合系数的增大而减小,最大环向裂隙圈直径以及平均环向裂隙圈直径随着不耦合系数的增大均减小;初始应力状态下,压缩粉碎圈的直径随不耦合系数增大而变化的规律则有所不同,呈现出先增大后减小的规律。在深部岩体爆破开挖时,可以利用径向主裂纹的扩展长度与不耦合系数之间关系,进行控制爆破参数设计,从而减少围岩超挖和欠挖,实现巷道爆破高效率。研究结果对丰富深部岩石爆破理论以及工程实践具有重要意义。

关键词：岩石爆破模型试验深部岩体高地应力不耦合系数

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水耦合装药不耦合系数对爆破效果的影响研究

爆破 2021年第3期38卷 6-9,18页

作者：李书萱王雁冰王宝珠王兆阳中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083

为了研究水耦合装药条件下不同不耦合系数对爆破效果的影响,采用透明均匀、直径250 mm、高200 mm的圆柱体PMMA材料作为试件,DDNP炸药用于施加爆破载荷,试验中炸药量固定为40 mg,同时使用水耦合装药结构,通过不同的孔径和装药直径来改变... 详细信息

为了研究水耦合装药条件下不同不耦合系数对爆破效果的影响,采用透明均匀、直径250 mm、高200 mm的圆柱体PMMA材料作为试件,DDNP炸药用于施加爆破载荷,试验中炸药量固定为40 mg,同时使用水耦合装药结构,通过不同的孔径和装药直径来改变试验的不耦合系数,通过比较爆后试件内部裂纹数量及分布、粉碎区大小等情况来分析三种不同的不耦合系数(1.4、2.0、2.67)对爆破效果的影响。通过对比发现:适当增大水耦合装药的不耦合系数可以增多裂纹数量,使裂纹分布更加均匀,增大裂隙区,减小破碎区直径。并发现存在一个最佳不耦合系数使得爆破效果达到最佳,在3个不耦合系数中,最佳不耦合系数为2.67。试验利用PMMA材料的透明均匀特性对爆破断裂行为进行直观的观察,试验结果更加可靠,且对脆性材料普遍适用。

关键词：水耦合装药不耦合系数 PMMA 爆破效果