2021年 41卷 第7期
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2021, 41(7): 071101.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0023
摘要:
在陈宗基院士关于地下硐室长期稳定性力学问题研究的基础上，采用Sadovsky院士关于复杂地质岩体的等级构造学说，围绕深部岩体非均匀构造与封闭应力固有的统计力学属性，研究了岩体非均匀变形与封闭应力特性，以及深部硐室围岩的长期稳定性等两个力学问题。给出了岩体非均匀构造与封闭应力的数学表征；根据质量守恒定律得到了计算深部硐室围岩长期变形的一般公式；得到了围岩变形中劈裂扩容变形占主要部分的结论，并且阐明了深部围岩卸荷时更易出现劈裂破坏的原因。给出了劈裂破坏形态的演进序列与扩容位移的计算方法。将围岩松动圈范围、破裂区位置和边壁位移的计算结果与锦屏一级电站厂房现有监测数据进行了对比，两者相当吻合。
在陈宗基院士关于地下硐室长期稳定性力学问题研究的基础上，采用Sadovsky院士关于复杂地质岩体的等级构造学说，围绕深部岩体非均匀构造与封闭应力固有的统计力学属性，研究了岩体非均匀变形与封闭应力特性，以及深部硐室围岩的长期稳定性等两个力学问题。给出了岩体非均匀构造与封闭应力的数学表征；根据质量守恒定律得到了计算深部硐室围岩长期变形的一般公式；得到了围岩变形中劈裂扩容变形占主要部分的结论，并且阐明了深部围岩卸荷时更易出现劈裂破坏的原因。给出了劈裂破坏形态的演进序列与扩容位移的计算方法。将围岩松动圈范围、破裂区位置和边壁位移的计算结果与锦屏一级电站厂房现有监测数据进行了对比，两者相当吻合。
2021, 41(7): 071102.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0388
摘要:
结构内部爆炸破坏机理和规律是常规武器毁伤效能预测与评估、建筑物和舰船抗爆防护设计的重要支撑。基于结构内爆炸载荷、内部爆炸作用下结构塑性响应、内部爆炸作用下箱壁结构破坏模式、内部爆炸作用下多箱型结构破坏模式和分布四个方面详细论述了箱型结构内部爆炸破坏的研究现状及存在的问题，并对内部爆炸后续研究给出了建议。建议研究并建立更加复杂的结构内部爆炸载荷和破坏效应描述模型、内部爆炸作用下箱壁的动力响应机理、多箱型结构与内部爆炸波产生的耦合效应、内部爆炸作用下结构的破坏模式和破坏范围的快速准确预测方法等。
结构内部爆炸破坏机理和规律是常规武器毁伤效能预测与评估、建筑物和舰船抗爆防护设计的重要支撑。基于结构内爆炸载荷、内部爆炸作用下结构塑性响应、内部爆炸作用下箱壁结构破坏模式、内部爆炸作用下多箱型结构破坏模式和分布四个方面详细论述了箱型结构内部爆炸破坏的研究现状及存在的问题，并对内部爆炸后续研究给出了建议。建议研究并建立更加复杂的结构内部爆炸载荷和破坏效应描述模型、内部爆炸作用下箱壁的动力响应机理、多箱型结构与内部爆炸波产生的耦合效应、内部爆炸作用下结构的破坏模式和破坏范围的快速准确预测方法等。
2021, 41(7): 072101.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0140
摘要:
通过揭示当量比对氢气云爆炸火焰形态、火焰半径和爆炸超压峰值的影响规律，本文拟建立耦合火焰自加速传播的氢气云爆炸超压预测模型。结果表明：氢气云爆炸火焰传播速度由大至小对应的当量比依次是Φ=2.0、Φ=1.0和Φ=0.8。Le＜1.0和Le＞1.0的氢气云爆炸火焰表面均出现胞格结构，胞格结构的出现必然会增加火焰燃烧表面积，进而出现“火焰自加速”现象。对于特定的当量比，随着压力监测点和点火位置间距的增加，爆炸超压峰值的正值和负值绝对值均单调减小；对于特定的压力监测点，爆炸超压峰值的正值和负值绝对值随当量比的关系存在些许差异；不同当量比和监测点位置的爆炸超压峰值的负值绝对值大都高于正值。耦合火焰自加速传播的氢气云爆炸超压预测模型可成功预测不同压力监测点薄膜破裂前氢气云爆炸超压的发展过程。
通过揭示当量比对氢气云爆炸火焰形态、火焰半径和爆炸超压峰值的影响规律，本文拟建立耦合火焰自加速传播的氢气云爆炸超压预测模型。结果表明：氢气云爆炸火焰传播速度由大至小对应的当量比依次是Φ=2.0、Φ=1.0和Φ=0.8。Le＜1.0和Le＞1.0的氢气云爆炸火焰表面均出现胞格结构，胞格结构的出现必然会增加火焰燃烧表面积，进而出现“火焰自加速”现象。对于特定的当量比，随着压力监测点和点火位置间距的增加，爆炸超压峰值的正值和负值绝对值均单调减小；对于特定的压力监测点，爆炸超压峰值的正值和负值绝对值随当量比的关系存在些许差异；不同当量比和监测点位置的爆炸超压峰值的负值绝对值大都高于正值。耦合火焰自加速传播的氢气云爆炸超压预测模型可成功预测不同压力监测点薄膜破裂前氢气云爆炸超压的发展过程。
2021, 41(7): 072301.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0215
摘要:
模块装药点传火过程中药粒堆积形态对膛内起始压力波特性有重要影响，而模块装药点传火过程中药盒破裂后药粒飞散过程决定了药粒最终堆积形态。为此设计了模块装药可视化点传火模拟试验装置，通过高速摄像系统，观测不同初始装填位置的两模块装药点传火、药盒破裂及药粒散布过程。试验结果表明，两模块初始装填位置远离底火端且两药盒装填间距增大时，药室内传火时间变长，两个模块药盒燃烧更充分，模块盒的破裂面增大。点传火试验结束后，药室内模拟药粒散布在以底火侧端面中心为起点的轴向195～500 mm区域。其中，药粒主要分布于药室右侧陡坡状堆积区域。基于试验建立了模块装药点传火过程中药盒破裂后药粒散布的三维非稳态气固两相流模型，并进行了模拟计算。计算得到的最终药粒散布与试验测得结果基本吻合，验证了模型的合理性。
模块装药点传火过程中药粒堆积形态对膛内起始压力波特性有重要影响，而模块装药点传火过程中药盒破裂后药粒飞散过程决定了药粒最终堆积形态。为此设计了模块装药可视化点传火模拟试验装置，通过高速摄像系统，观测不同初始装填位置的两模块装药点传火、药盒破裂及药粒散布过程。试验结果表明，两模块初始装填位置远离底火端且两药盒装填间距增大时，药室内传火时间变长，两个模块药盒燃烧更充分，模块盒的破裂面增大。点传火试验结束后，药室内模拟药粒散布在以底火侧端面中心为起点的轴向195～500 mm区域。其中，药粒主要分布于药室右侧陡坡状堆积区域。基于试验建立了模块装药点传火过程中药盒破裂后药粒散布的三维非稳态气固两相流模型，并进行了模拟计算。计算得到的最终药粒散布与试验测得结果基本吻合，验证了模型的合理性。
2021, 41(7): 072302.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0236
摘要:
炸药震源激发地震波场幅频特性直接影响地震勘探精度，本文通过计算研究轴向分布式药包激发地震波场幅频特征规律：以球形空腔震源模型为基础，采用叠加方法获得轴向分布式药包激发地震波场计算方法，并与数值模拟结果进行对比。研究表明：该方法误差在7%以内；在爆心距大于药柱总长度9.8倍时轴向分布式药包所激发地震波速度场与球形药包基本一致，但地震波的频率更高。
炸药震源激发地震波场幅频特性直接影响地震勘探精度，本文通过计算研究轴向分布式药包激发地震波场幅频特征规律：以球形空腔震源模型为基础，采用叠加方法获得轴向分布式药包激发地震波场计算方法，并与数值模拟结果进行对比。研究表明：该方法误差在7%以内；在爆心距大于药柱总长度9.8倍时轴向分布式药包所激发地震波速度场与球形药包基本一致，但地震波的频率更高。
2021, 41(7): 073101.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0198
摘要:
为了研究重复冲击载荷作用下泡沫金属夹芯梁的动态响应，采用Abaqus数值仿真软件，基于可压碎泡沫模型（crushable foam），建立了泡沫金属夹芯梁遭受楔形质量块冲击的有限元模型。通过将仿真获得的夹芯梁上下面板最终挠度与重复冲击实验结果进行对比，验证仿真方法的准确性。在此基础之上，分析了泡沫金属夹芯梁在楔形质量块重复冲击作用下的变形模式、加卸载过程以及能量耗散特性。结果表明，在重复冲击载荷作用下，夹芯梁的变形不断累积，上面板主要出现局部凹陷和整体弯曲，而芯层则是局部压缩，下面板表现为整体弯曲。在重复加卸载过程中，加卸载刚度随着冲击次数的增加而增大。随着冲击次数的增加，上面板和芯层的能量吸收增量不断减小，而下面板的能量吸收增量不断增加，且最终均趋于稳定。泡沫金属夹芯梁的塑性变形能增量不断减小，而回弹系数随着冲击次数逐渐增加，最后趋于稳定值。
为了研究重复冲击载荷作用下泡沫金属夹芯梁的动态响应，采用Abaqus数值仿真软件，基于可压碎泡沫模型（crushable foam），建立了泡沫金属夹芯梁遭受楔形质量块冲击的有限元模型。通过将仿真获得的夹芯梁上下面板最终挠度与重复冲击实验结果进行对比，验证仿真方法的准确性。在此基础之上，分析了泡沫金属夹芯梁在楔形质量块重复冲击作用下的变形模式、加卸载过程以及能量耗散特性。结果表明，在重复冲击载荷作用下，夹芯梁的变形不断累积，上面板主要出现局部凹陷和整体弯曲，而芯层则是局部压缩，下面板表现为整体弯曲。在重复加卸载过程中，加卸载刚度随着冲击次数的增加而增大。随着冲击次数的增加，上面板和芯层的能量吸收增量不断减小，而下面板的能量吸收增量不断增加，且最终均趋于稳定。泡沫金属夹芯梁的塑性变形能增量不断减小，而回弹系数随着冲击次数逐渐增加，最后趋于稳定值。
2021, 41(7): 073201.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0136
摘要:
气泡帷幕是水下爆炸冲击波防护的重要手段，对其作用机理及技术参数的深入研究对水下爆破安全与应用具有重要意义。采用高速摄影技术对室内小型水下气泡帷幕模型拍摄发现气幕在形成过程和与水下爆炸冲击波相互作用过程中均具有高度非连续性和非均匀性，且气幕区域内气体与液体混杂，界面轮廓复杂多样。在此基础上，考虑气泡形状及界面影响下，通过LS-DYNA有限元软件自带的APDL语言进行编程，实现了在设定的气幕区域内，通过设定气泡直径变化范围及气泡直径之间的最小差异值随机投放一定数量不同直径的气泡来模拟真实气幕中气泡的分布，并通过改变固定区域内气泡个数来模拟不同气压值工况下的气幕效果。分析发现该方法能够更加真实反映气幕在冲击波防护过程中的防护机理，随着单位区域内气泡数量的增大，防护效果越明显，但当气泡数量达到一定数量后气幕整体连续性及稳定性基本固定，防护效果也趋于稳定。
气泡帷幕是水下爆炸冲击波防护的重要手段，对其作用机理及技术参数的深入研究对水下爆破安全与应用具有重要意义。采用高速摄影技术对室内小型水下气泡帷幕模型拍摄发现气幕在形成过程和与水下爆炸冲击波相互作用过程中均具有高度非连续性和非均匀性，且气幕区域内气体与液体混杂，界面轮廓复杂多样。在此基础上，考虑气泡形状及界面影响下，通过LS-DYNA有限元软件自带的APDL语言进行编程，实现了在设定的气幕区域内，通过设定气泡直径变化范围及气泡直径之间的最小差异值随机投放一定数量不同直径的气泡来模拟真实气幕中气泡的分布，并通过改变固定区域内气泡个数来模拟不同气压值工况下的气幕效果。分析发现该方法能够更加真实反映气幕在冲击波防护过程中的防护机理，随着单位区域内气泡数量的增大，防护效果越明显，但当气泡数量达到一定数量后气幕整体连续性及稳定性基本固定，防护效果也趋于稳定。
2021, 41(7): 073301.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0191
摘要:
为研究混凝土靶侵彻后空腔对爆炸效应的影响，开展了450～700 m/s速度下混凝土靶体侵彻与爆炸模型实验。基于10组实验结果，结合量纲分析等方法，研究了侵彻结果对爆坑深度的影响。结果表明，可采用无量纲冲击系数表征侵彻深度、开坑体积以及侵彻损伤值等侵彻效应，不考虑装药长径比的影响，侵彻后爆炸带来的破坏深度增加量he主要受无量纲冲击系数Ip与爆炸系数Ie的影响。利用实验数据获得了长径比为5时he的影响规律：(1) Ip较小时，侵彻深度较小，Ie的变化对爆炸弹坑深度he变化影响较小；(2) 随着Ip的增加，he不断增加，但增加幅度逐渐变小，Ie对he的影响不断变大；(3)随着Ip增加到一定程度，he趋于常数，Ie对he的影响趋于稳定。
为研究混凝土靶侵彻后空腔对爆炸效应的影响，开展了450～700 m/s速度下混凝土靶体侵彻与爆炸模型实验。基于10组实验结果，结合量纲分析等方法，研究了侵彻结果对爆坑深度的影响。结果表明，可采用无量纲冲击系数表征侵彻深度、开坑体积以及侵彻损伤值等侵彻效应，不考虑装药长径比的影响，侵彻后爆炸带来的破坏深度增加量he主要受无量纲冲击系数Ip与爆炸系数Ie的影响。利用实验数据获得了长径比为5时he的影响规律：(1) Ip较小时，侵彻深度较小，Ie的变化对爆炸弹坑深度he变化影响较小；(2) 随着Ip的增加，he不断增加，但增加幅度逐渐变小，Ie对he的影响不断变大；(3)随着Ip增加到一定程度，he趋于常数，Ie对he的影响趋于稳定。
2021, 41(7): 073302.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0247
摘要:
为考察脆性空心颗粒在冲击载荷作用下的应变率效应和破碎行为的细观机理，以粉煤灰漂珠为研究对象，基于低速冲击实验和有限元数值模拟，对比了典型空心颗粒材料在不同加载速率下的力学响应特性和细观压溃行为，阐释了材料宏观应变率效应产生的细观机理，获得以下结果。（1）在0.001～300 s−1应变率范围，漂珠颗粒的破碎率和Hardin破碎势平均提升了约21%和10%～30%，材料比吸能提升了50%～125%，比吸能的额外增加主要与动态颗粒滑移产生的摩擦耗能相关。颗粒平均尺寸较大的试样体现出更强的应变率效应。（2）初始压溃阶段的应力应变响应特征的数值模拟结果与实验结果较吻合，低速冲击下动态二次压溃现象产生的细观机理为动态颗粒滑移和压紧行为对加载速率的依赖性。(3) 数值模拟表明，冲击加载下产生相同应变时颗粒的损伤程度和范围大于准静态加载，这与实验所得破碎势随应变率增加的结果一致。对比低速冲击实验的相对破碎势分析和细观数值模拟结果可知，脆性颗粒堆积材料在动态冲击下表现出的宏观应变率效应主要归因于颗粒压溃行为的率敏感性和动态加载下颗粒破碎能量利用率的降低。
为考察脆性空心颗粒在冲击载荷作用下的应变率效应和破碎行为的细观机理，以粉煤灰漂珠为研究对象，基于低速冲击实验和有限元数值模拟，对比了典型空心颗粒材料在不同加载速率下的力学响应特性和细观压溃行为，阐释了材料宏观应变率效应产生的细观机理，获得以下结果。（1）在0.001～300 s−1应变率范围，漂珠颗粒的破碎率和Hardin破碎势平均提升了约21%和10%～30%，材料比吸能提升了50%～125%，比吸能的额外增加主要与动态颗粒滑移产生的摩擦耗能相关。颗粒平均尺寸较大的试样体现出更强的应变率效应。（2）初始压溃阶段的应力应变响应特征的数值模拟结果与实验结果较吻合，低速冲击下动态二次压溃现象产生的细观机理为动态颗粒滑移和压紧行为对加载速率的依赖性。(3) 数值模拟表明，冲击加载下产生相同应变时颗粒的损伤程度和范围大于准静态加载，这与实验所得破碎势随应变率增加的结果一致。对比低速冲击实验的相对破碎势分析和细观数值模拟结果可知，脆性颗粒堆积材料在动态冲击下表现出的宏观应变率效应主要归因于颗粒压溃行为的率敏感性和动态加载下颗粒破碎能量利用率的降低。
2021, 41(7): 073303.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0219
摘要:
开展了球形、锥形和平头3种典型形状落石撞击垫层的冲击力及侵入深度的试验研究。结果表明，落石形状对冲击试验结果有显著影响：相同条件下，平头落石的冲击力最大，侵入深度和冲击力峰值时间最短，锥形落石反之，而球形落石介于两者之间。采用无量纲化分析方法，将落石的质量、速度、形状、特征尺寸，垫层的强度、密度转换为无量纲强度冲击因子I、密度冲击因子λ和形状冲击因子ψ，并对冲击因子与侵入深度的试验数据进行了相关性分析，结果表明：（1）冲击因子I和λ在决定最终侵深zm/d 中所起到的作用比较相近；（2）冲击因子I和λ对侵入深度的影响分析表明，I和λ的相对独立性较强，相互影响较小，在不同的λ值下，I对侵入深度的影响规律基本一致。
开展了球形、锥形和平头3种典型形状落石撞击垫层的冲击力及侵入深度的试验研究。结果表明，落石形状对冲击试验结果有显著影响：相同条件下，平头落石的冲击力最大，侵入深度和冲击力峰值时间最短，锥形落石反之，而球形落石介于两者之间。采用无量纲化分析方法，将落石的质量、速度、形状、特征尺寸，垫层的强度、密度转换为无量纲强度冲击因子I、密度冲击因子λ和形状冲击因子ψ，并对冲击因子与侵入深度的试验数据进行了相关性分析，结果表明：（1）冲击因子I和λ在决定最终侵深zm/d 中所起到的作用比较相近；（2）冲击因子I和λ对侵入深度的影响分析表明，I和λ的相对独立性较强，相互影响较小，在不同的λ值下，I对侵入深度的影响规律基本一致。
2021, 41(7): 074101.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0249
摘要:
为了降低经典恒温法爆热测量中出现系统故障而导致测量失败的风险，提出了基于故障前内桶水温升曲线辨识爆热值的测量方法。首先，分析了测量过程的传热机制，建立了量热计的传热模型，解算得到了各测量阶段的内桶水温升曲线；然后，基于系统辨识理论，提出了中间参数的辨识算法，并基于隔离易振荡参数的思路，给出了修正温升与爆热的快速系统辨识算法，通过误差分析证明了爆热辨识值近似收敛于经典值；最后，应用爆热值分布在4～9 kJ/g的8个炸药样品的实验数据对算法进行了检验，并提出了判断收敛时刻的实验判据。结果表明，辨识算法有效隔离了振荡参数的影响，对内桶水温度变化有较强的预测能力，爆热辨识值能在40 min（主末期1/3）内快速稳定地收敛到3.5%的相对误差上限水平内，实验判据能较准确地判断爆热辨识值收敛时刻。本方法理论上还可拓展至绝热法爆热值计算。
为了降低经典恒温法爆热测量中出现系统故障而导致测量失败的风险，提出了基于故障前内桶水温升曲线辨识爆热值的测量方法。首先，分析了测量过程的传热机制，建立了量热计的传热模型，解算得到了各测量阶段的内桶水温升曲线；然后，基于系统辨识理论，提出了中间参数的辨识算法，并基于隔离易振荡参数的思路，给出了修正温升与爆热的快速系统辨识算法，通过误差分析证明了爆热辨识值近似收敛于经典值；最后，应用爆热值分布在4～9 kJ/g的8个炸药样品的实验数据对算法进行了检验，并提出了判断收敛时刻的实验判据。结果表明，辨识算法有效隔离了振荡参数的影响，对内桶水温度变化有较强的预测能力，爆热辨识值能在40 min（主末期1/3）内快速稳定地收敛到3.5%的相对误差上限水平内，实验判据能较准确地判断爆热辨识值收敛时刻。本方法理论上还可拓展至绝热法爆热值计算。
2021, 41(7): 074201.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0220
摘要:
为研究电子束预控弹体的破裂机理。提出了基于电子束预控弹体细观几何特性的参数化建模方法，建立了含基体、熔融区、过渡区和空腔区弹体的三维有限元模型，采用LS-DYNA软件对典型弹体的爆炸驱动和破裂过程进行了数值模拟分析。结果表明：电子束预控弹体破裂过程可分为：弹体膨胀后的空腔区在环向拉应力作用下产生拉伸断裂、过渡区产生裂纹扩展和拉伸断裂以及空腔区底部基体在两侧拉应力和底部压应力作用下产生与弹体内壁法线呈45°的剪切破坏3个阶段。数值模拟结果与回收的破片截面形状和破坏模式吻合较好。研究结果对电子束预控弹体破片成型控制具有参考价值。
为研究电子束预控弹体的破裂机理。提出了基于电子束预控弹体细观几何特性的参数化建模方法，建立了含基体、熔融区、过渡区和空腔区弹体的三维有限元模型，采用LS-DYNA软件对典型弹体的爆炸驱动和破裂过程进行了数值模拟分析。结果表明：电子束预控弹体破裂过程可分为：弹体膨胀后的空腔区在环向拉应力作用下产生拉伸断裂、过渡区产生裂纹扩展和拉伸断裂以及空腔区底部基体在两侧拉应力和底部压应力作用下产生与弹体内壁法线呈45°的剪切破坏3个阶段。数值模拟结果与回收的破片截面形状和破坏模式吻合较好。研究结果对电子束预控弹体破片成型控制具有参考价值。
2021, 41(7): 075101.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0059
摘要:
为研究超高韧性水泥基复合材料(ultra-high toughness cementitious composites, UHTCC)在内埋炸药爆炸下的抗爆性能和损伤破坏规律，对不同炸药埋深下的UHTCC和高强混凝土(high-strength concrete, HSC)进行了内埋炸药抗爆实验。得到了两种材料靶体的破坏状态，并利用接触爆炸的实验结果计算出了两种材料的抗爆性能参数。结果表明，在相同条件下，UHTCC抗爆性能优于高强混凝土。为了进一步探究UHTCC的抗压强度、抗拉强度以及拉伸韧性对靶体在内埋炸药下抗爆性能的影响，首先，采用改进的K&C模型对炸药埋深为40 mm的超高韧性水泥基复合材料靶体进行数值模拟，模拟结果与实验结果基本吻合，并根据数值模拟的结果得到了爆炸冲击波沿靶体径向衰减速度大于轴向衰减速度这一规律，验证了数值模型的有效性；然后，通过调整改进K&C模型中与抗压强度、抗拉强度以及拉伸韧性相关的参数，数值预测了不同抗压强度、抗拉强度以及拉伸韧性下UHTCC靶体的破坏状态，发现增强UHTCC的韧性可以有效防止靶体发生整体性破坏，增大UHTCC的抗拉强度可以减小靶体迎爆面的开坑直径，增大UHTCC的抗压强度对减小开坑直径效果不明显。
为研究超高韧性水泥基复合材料(ultra-high toughness cementitious composites, UHTCC)在内埋炸药爆炸下的抗爆性能和损伤破坏规律，对不同炸药埋深下的UHTCC和高强混凝土(high-strength concrete, HSC)进行了内埋炸药抗爆实验。得到了两种材料靶体的破坏状态，并利用接触爆炸的实验结果计算出了两种材料的抗爆性能参数。结果表明，在相同条件下，UHTCC抗爆性能优于高强混凝土。为了进一步探究UHTCC的抗压强度、抗拉强度以及拉伸韧性对靶体在内埋炸药下抗爆性能的影响，首先，采用改进的K&C模型对炸药埋深为40 mm的超高韧性水泥基复合材料靶体进行数值模拟，模拟结果与实验结果基本吻合，并根据数值模拟的结果得到了爆炸冲击波沿靶体径向衰减速度大于轴向衰减速度这一规律，验证了数值模型的有效性；然后，通过调整改进K&C模型中与抗压强度、抗拉强度以及拉伸韧性相关的参数，数值预测了不同抗压强度、抗拉强度以及拉伸韧性下UHTCC靶体的破坏状态，发现增强UHTCC的韧性可以有效防止靶体发生整体性破坏，增大UHTCC的抗拉强度可以减小靶体迎爆面的开坑直径，增大UHTCC的抗压强度对减小开坑直径效果不明显。
2021, 41(7): 075201.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0214
摘要:
针对爆炸荷载下岩体破碎块度和有用功能耗及能耗利用率问题，运用断裂力学、分形基础理论分析和模型实验等方法，对爆炸荷载下岩体破碎块度和能耗利用率随最小抵抗线的变化规律开展了系统的分析研究。研究结果表明：在模型实验条件下，破碎块度分形维数在1.2～1.7之间，随最小抵抗线增大呈现较好的线性衰减趋势；破碎能耗随最小抵抗线呈现先增加后降低的趋势，爆炸能量利用率在4.57%～12.51%之间，趋势与能耗值一致，模型实验中能耗利用率存在最大值；破碎块度与能耗利用率变化趋势相反，说明在最小抵抗线变化过程中存在一个最佳值，使得破碎块度和能耗利用率均处于最优状态，模型实验中这一最佳值为160 mm，是装药直径的26.7倍。该研究结果可为提高爆炸能利用率理论分析及工程中降低大块率的设计和施工提供理论依据。
针对爆炸荷载下岩体破碎块度和有用功能耗及能耗利用率问题，运用断裂力学、分形基础理论分析和模型实验等方法，对爆炸荷载下岩体破碎块度和能耗利用率随最小抵抗线的变化规律开展了系统的分析研究。研究结果表明：在模型实验条件下，破碎块度分形维数在1.2～1.7之间，随最小抵抗线增大呈现较好的线性衰减趋势；破碎能耗随最小抵抗线呈现先增加后降低的趋势，爆炸能量利用率在4.57%～12.51%之间，趋势与能耗值一致，模型实验中能耗利用率存在最大值；破碎块度与能耗利用率变化趋势相反，说明在最小抵抗线变化过程中存在一个最佳值，使得破碎块度和能耗利用率均处于最优状态，模型实验中这一最佳值为160 mm，是装药直径的26.7倍。该研究结果可为提高爆炸能利用率理论分析及工程中降低大块率的设计和施工提供理论依据。
2021, 41(7): 075301.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0197
摘要:
通过分析研究爆炸焊接基复板间隙中的气体运动，建立了冲击波传播的理论模型，通过理论分析和计算说明了基复板间存在气体冲击波管道效应。管道效应使复合板尾部在爆炸焊接形成前发生上翘，造成板尾部焊接能量偏大，或使尾部炸药压死，是工程中长大复合板尾部焊接质量降低或失效的主要原因。还通过建立简化模型，分析了复合板宽度、各种保护性气体和粗真空对管道效应的影响，说明了选择爆炸焊接保护气体的原则，进而使用氦气保护进行了钛钢、铝镁爆炸焊接实验验证，为气体保护爆炸焊接、真空爆炸焊接技术的进一步开发研究奠定了理论基础。
通过分析研究爆炸焊接基复板间隙中的气体运动，建立了冲击波传播的理论模型，通过理论分析和计算说明了基复板间存在气体冲击波管道效应。管道效应使复合板尾部在爆炸焊接形成前发生上翘，造成板尾部焊接能量偏大，或使尾部炸药压死，是工程中长大复合板尾部焊接质量降低或失效的主要原因。还通过建立简化模型，分析了复合板宽度、各种保护性气体和粗真空对管道效应的影响，说明了选择爆炸焊接保护气体的原则，进而使用氦气保护进行了钛钢、铝镁爆炸焊接实验验证，为气体保护爆炸焊接、真空爆炸焊接技术的进一步开发研究奠定了理论基础。
