条形装药土中爆炸冲击波及空腔的数值模拟

本文用拉格朗日坐标有限差分法对条形装药土中爆炸的冲击波和空腔参数进行了一维轴对称数值模拟。计算中取爆破介质为弹-理想塑性体。计算得到的冲击波,爆炸空腔的参数与X光摄影数据的比较,结果表明计算与实测结果基本一致。     

土中爆破鼓包运动过程的X光摄影研究

本文叙述了用X光透视法同时观察鼓包和空腔运动的方法,并给出了同样药量不同埋深下土中爆破的测试结果。土中爆破鼓包运动过程可分成两个阶段:第一阶段是由应力波在自由面反射造成的运动;第二阶段是由爆炸产物和空腔附近介质的固有运动造成的运动,这时可出现二次加速现象。第二阶段的出现,是由反射裂缝和由空腔发出的外行裂缝联通造成的。     

在爆炸载荷作用下连云港海淤的粘性特征

本文研究了连云港海底淤泥的剪应力F1和速度梯度du/dn的关系,得到在爆炸载荷下,它是幂律流体,而且幂指数很小;这一点为爆破实验提供了很多方便。     

防波堤基础的爆炸处理方法及应用

采用了爆炸法处理地基的新方法:它包括堤端推进爆填、边坡拓宽爆填、加抛密实爆夯、边坡整理爆夯等方法。通过玉环坎门防波堤工程中的应用、观察和比较,表明此方法能够比较彻底地置换淤泥层,夯实堆石体,形成符合设计要求的各部位尺寸及深度。     

孔底空腔爆炸应力场分布的动光弹试验研究

在保护层开挖中,孔底空腔装药爆破的方法被证明对保护建基面是行之有效的。为了研究炮孔孔底空腔装药结构的爆炸作用机理,运用动光弹试验模拟介质受到爆炸载荷作用下的动态响应,分析了不同装药结构的孔底应力场分布情况及其作用规律;文中介绍了动光弹模型试验设计参数,通过对试验中条纹级数与比例距离曲线的对比分析,得出了合理的孔底空腔能有效地降低爆炸峰值压力和有利于保护建基面的结论。     

用爆破挤淤法处理陆上软基

研究了爆破挤淤法在陆上应用的机理;基于土力学与爆炸力学的基本理论,得出了能反映布药参数与淤泥参数的用药量公式;结合现场试验,给出了陆上爆破挤淤法的施工工艺和检测方法,并就试验过程中出现的现象进行分析;检测结果表明,爆破挤淤技术可以满足特殊条件下软基处理要求。     

高架桥混凝土多室箱梁水压爆破破碎机理数值模拟

高架桥钢筋混凝土箱梁属于薄壁空腔结构,钢筋含量高,难以进行钻孔爆破破碎。以武汉沌阳高架桥爆破拆除工程为背景,提出了采用水压爆破破碎多室钢筋混凝土箱梁的方案,并采用动力有限元数值模拟方法模拟了全封闭多室箱梁结构的水压爆破破坏过程,研究了炸药在水中爆炸后诱发的冲击波和爆生气体对下箱梁结构的双重作用过程;在对数值模拟与实际爆破效果分析基础上,探讨了箱梁水压爆破方案的药包布置方式、爆破参数和起爆顺序等。     

条形药包空腔爆破的应用及其机理分析

近年来条形药包空腔爆破的应用范围有了一定的扩展,并且在提高爆破效果和控制爆破危害等方面取得了显著效果。本文通过测试资料整理和理论分析,进一步探讨了空腔和条形在爆破中的作用机理以及为什么采用这种装药结构比常用的集中药包偶合装药爆破效果好的道理。     

工程爆破问题数值模拟研究

工程爆破方法在开矿、筑坝、修路和凿洞中得到了广泛使用,经验和分析表明,当炸药埋深超过40米时,重力对爆破抛掷现象有明显影响,但目前缺乏系境研究。本文提出了一个用于爆破作用下的岩体本构数学模型,并用二维轴对称数值计算方法对有重力影响的工程爆破问题初始阶段进行了详细研究,计算结果包括爆炸应力波的传播规律,岩体的加速与破坏过程,空腔与地表面的运动规律,抛掷区的形成与划定,能量分配关系等,结果表明:重力对爆炸波的传播基本无影响,重力仅影响抛掷区的大小和抛掷区动能占总爆炸能的比例。     

聚能药包爆炸切割原理及其试验研究

本文将聚能装药结构的爆炸聚能原理应用于石材矿山的切割开采之中,首先分析了聚能药包爆炸作用对石材的切割原理,其中,着重研究了炮孔壁上的聚能开裂和裂缝扩展以及贯通的物理过程,推导了裂缝形成过程中各个阶段的力学条件;然后,将聚能切割原理应用于大理石的切割爆破之中,并对现场切割爆破效果和影响聚能效应的因素进行了分析讨论,试验研究表明,文中所得的结论与现场试验的结果相吻合。     

库伦主动土压力作用点高度确定方法的改进

库伦主动土压力作用点位置高度确定为墙高的1/3 处,分析表明这一结论及其推求过程不尽合理.为解决此问题,针对墙后滑动土楔体的受力情况,根据三力汇交原理,考虑墙背土压力的分布与土楔体对其下稳定土体的压力分布的相关关系,采取几何推导方法,得出了主动土压力作用点位置高度表达式;进一步分析了作用点高度对影响因素的敏感性,结果表明其敏感性从大至小的排序为：墙背倾角、内摩擦角、外摩擦角、填土坡角.     

Problem of filling of a spherical cavity in a Kelvin-Voigt medium

This paper is concerned with mathematical modeling and solution of the problem of the collapse of a spherical cavity in a viscoelastic medium under the action of constant pressure at infinity. A differential equation of motion for the cavity boundary is constructed and solved numerically. The existence of three modes of motion of the boundary is established, and a map of these modes in the plane of the determining parameters is constructed. Asymptotic forms of the solutions of the problem for all modes are constructed. The problem of cavity collapse with capillary forces taken into account is formulated and solved. __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 49, No. 5, pp. 93–101, September–October, 2008.     

平面装药模拟高超压长持续时间爆炸作用

平面装药长持续时间爆炸作用是一种有效的试验手段，对土中平面波传播和土介质与结构相互作用的研究具有十分重要的意义。从理论计算和大型野外试验两个方面对平面装药爆炸作用过程进行了深入研究。在理论计算上，建立了ＴＮＴ装药和真实空气双介质物理模型，利用一维不定常平面流动拉格朗日型偏微分方程组求解，给出了爆腔压力空间分布和地面压力随时间的变化结果。在野外试验中，克服了平面装药模拟高超压作用的许多技术困难，实现了高达４５ＭＰａ的压力加载。文中将理论计算和野外试验结果进行了综合比较，结果表明压力波形的振荡衰减特征完全一致，从而证明了平面装药模拟高超压长持续时间爆炸作用是完全可以实现的有效而可靠的手段。     

气体辅助注射成型气体穿透界面计算模型研究

气体辅助注射成型由于其显著的优越性得到了迅速地推广应用，对气辅成型过程的计算机模拟成为当前研究的热点课题。针对气辅成型充填模拟的关键问题－气体穿透界面的求解，首次提出了采用匹配渐近展开法求解气体穿透厚度的计算模型，初步的模拟计算获得了与实验一致的结果。     

内压和自重作用下浅埋管道围岩的应力解1)

对于浅埋管道而言,土体自重对其围岩应力场影响不可忽略。基于Verruijt提供浅埋洞室问题求解基本方法,同时考虑自重和内压作用,研究了半无限域中圆形孔洞的围岩应力问题。利用复变函数、保角映射和傅里叶变换等方法,推导了考虑围岩自重和内压作用下半无限域中孔洞应力的解析解,分析了内压和孔洞大小及径深比对考虑自重作用下的围岩应力的影响,为管道设计和施工安全提供了理论依据。     

Motion of a variable-volume sphere in an ideal fluid near a plane surface

The motion of a spherical cavity in a fluid is investigated. The radius of the sphere varies under the action of a constant pressure at infinity. The problems of the collapse of a cavity moving in an unbounded fluid and of the collapse of a cavity near a plane are solved in the exact formulation. The occurrence of an initial translational velocity or the presence of a solid surface, by contrast with the collapse of a sphere at rest in an unbounded fluid [1], yields a limiting radius at which the process of collapse ceases. A sphere initially at rest near a plane always comes into contact with the plane as a result of collapse. The radius and velocities at which the sphere arrives the plane are calculated for various initial distances from the latter. The possible mechanism of the action of a cavitation bubble on a solid surface is discussed.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 5, pp. 94–103, September–October, 1971.     

Primary Bjerknes force in a three-dimensional nonlinear resonator: Numerical simulations

The effect of the primary Bjerknes force caused by a three-dimensional nonlinear standing ultrasonic wave on a population of nonlinear oscillating bubbles is studied in this paper by analyzing the results obtained from simulations performed with a numerical model at low and moderate pressure amplitudes. Small air bubbles are evenly distributed in a water filled cavity excited at resonance for which axial symmetry is assumed. Both the bubble oscillation variable and the pressure variable are unknown in the nonlinear set of coupled differential equations that describes the interaction of ultrasound and bubbles. Simulation results show that the three-dimensional primary Bjerknes force field is strongly amplitude dependent. We also analyze whether taking the term in the differential system that defines the nonlinear behavior of the pressure field into account is determinant or not on the computation of the force field. The corresponding results corroborate the one-dimensional conclusions on the fundamental importance of considering this nonlinear acoustic term to obtain an accurate approximation of the force in a cavity.     

非定常空泡闭合区域最大压力的理论研究

当物体在流体中高速运动产生空泡时,空泡通常以回射流的形式闭合在物体表面上,并在闭合位置对物体表面产生流体超压. 在物体表面上的空泡闭合位置一般不是固定的,其位置根据物体运动速度的变化、空泡压力的变化及重力场中的位置等因素而在物体表面发 生快速移动,在非对称情况下,这种移动超压会极大影响运动物体的稳定性. 基于势流理论研究了重力场中非定常垂直空泡闭合区域中最大压力的存在位置,推导了最大压力的理论公式,揭示了最大压力与空泡发 展速度之间的关系,证明了最大压力点的两个特殊流体性质. 最后设计了测量空泡闭合区域最大压力的验证性试验,并将理论计算结果与试 验测量结果进行了对比,验证了理论研究结果.     

考虑土体损伤的挤土效应计算探讨

摘 要：圆孔扩张理论应用于静压桩沉桩、搅拌桩成桩过程周围土体的应力和变形分析,取得了一定的成果,但其理论分析结果和实验结果仍存在一定的偏差,主要原因在于理论推导时未考虑桩周一定范围内的土体受施工因素影响而产生的损伤。为更有效地发挥圆孔扩张理论在指导桩基施工中的作用,本文通过构造桩周土体粘聚力变化的表达式来考虑施工造成的土体损伤,基于连续介质力学的原理,依据边界条件确定了表达式中的土体损伤因子,得到了能够反映造成土体损伤主要因素的土体粘聚力变化表达式。基于圆孔扩张理论,并引入土体损伤因子,通过平衡微分方程的迭代计算,分析了成桩过程中的土体塑性区半径及应力分布,发现考虑土体损伤时,塑性区范围相对较大且应力的变化会相对较缓。通过不考虑损伤和考虑损伤的分析结果与既有理论的计算结果对比分析,表明本文提出的考虑土体损伤的分析方法简单合理,为精细化分析桩基施工对地基的影响提供了新方法。     

超塑性材料约束胀形中的空洞损伤与变形局部化

将含有二阶段空洞长大模型的本构关系引入大变形刚黏塑性有限元中，研究了空洞敏感材料向锥台形凹模内超塑约束胀形时空洞化损伤与变形局部化行为，详细阐述静水背压Ｐｈ、初始空洞长大速率β＿０以及模具几何形状（锥角θ，模腔高度Ｈｐ）对局部化以及空洞断裂行为的影响，给出实现完全贴模条件下Ｐｈ－θ，Ｐｈ－β＿０，Ｈｐ－θ以及Ｐｈ－Ｈｐ间临界关系。