• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
  • EI、Scopus、CA、JST、EBSCO、DOAJ收录
  • 力学类中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊、CSCD统计源期刊

轴向分布式药包激发地震波场模型

徐谦 王仲琦

程关兵, 李俊仙, 李书明, 瞿红春. 氢气/丙烷/空气预混气体爆轰性能的实验研究[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(2): 249-254. doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0249-06
引用本文: 徐谦, 王仲琦. 轴向分布式药包激发地震波场模型[J]. 爆炸与冲击, 2021, 41(7): 072302. doi: 10.11883/bzycj-2020-0236
Cheng Guan-bing, Li Jun-xian, Li Shu-ming, Qu Hong-chun. An experimental study on detonation characteristics of binary fuels hydrogen/propane-air mixtures[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(2): 249-254. doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0249-06
Citation: XU Qian, WANG Zhongqi. Model of seismic wave field excited by axially distributed explosive[J]. Explosion And Shock Waves, 2021, 41(7): 072302. doi: 10.11883/bzycj-2020-0236

轴向分布式药包激发地震波场模型

doi: 10.11883/bzycj-2020-0236
基金项目: 国家科技重大专项(2016ZX05006-002)
详细信息
    作者简介:

    徐 谦(1993- ),男,博士研究生,chinaxuqian@126.com

    通讯作者:

    王仲琦(1972- ),男,博士,副教授,czqwang@bit.edu.cn

  • 中图分类号: O382.2

Model of seismic wave field excited by axially distributed explosive

  • 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。
  • 图  1  轴向分布式药包在岩土介质中爆炸分区

    Figure  1.  Explosive zoning of an axially distributed charge in geotechnical media

    图  2  轴向分布式激发方案

    Figure  2.  Axial distributed excitation

    图  3  轴向分布式药包最大振动速度

    Figure  3.  Maximum vibration velocity at different locations of axial distributed excitation:

    图  4  传感器布置

    Figure  4.  Sensor layout

    图  5  不同激发方案地震波的峰值粒子振动速度衰减规律

    Figure  5.  Peak particle vibration velocities of seismic waves with different excitation schemes

    图  6  球形药包和轴向分布式药包地震波场

    Figure  6.  Seismic wave field of spherical explosive and axially-distributed explosive

    图  7  相同质点振动速度时球形药包距离与柱形药包轴向、径向距离对比

    Figure  7.  Comparison of the distance between spherical explosives and different directions of axially distributed cylindrical explosives at the same particle vibration velocity

    图  8  轴向分布式柱形药包和球形药包形成地震波主频对比

    Figure  8.  Comparison of frequency of spherical charge and axially distributed charge

    表  1  轴向分布式炸药激发方案

    Table  1.   Excitation scheme of axially distributed explosives

    方案药柱数量单药柱质量/kg药柱间隔/mm总药量/kg延迟时间/s激发方向
    3 kg×22340060.3由上而下
    2 kg×33240060.3由上而下
    1.5 kg×441.540060.3由上而下
    下载: 导出CSV

    表  2  土介质参数

    Table  2.   Parameters of soil

    σc/MPaσt/MPaG/GPaαφ/kPaρs/(kgm3)k/MPaG/MPaσy/MPa
    1320.1470.11511.8184024514722
    下载: 导出CSV

    表  3  TNT炸药特性参数

    Table  3.   Parameters of TNT

    C1/GPaC2/GPaR1R2ωρe/(kg·m−3D/(m·s−1e/(J·m−3pCJ/GPap0/GPa
    373.73.7474.150.900.35165069306.0×109219.82
    下载: 导出CSV

    表  4  检波器部分参数

    Table  4.   Parameters of sensors

    量程/V灵敏度/[V·(m·s−1−1]通频带/Hz误差范围/%
    1071~100<0.05
    下载: 导出CSV

    表  5  不同位置(x)处峰值粒子速度实验结果相与计算结果的相对误差

    Table  5.   Table 6 Relative error of experimental results of peak paritcle velocity to the calculational ones at different position x

    炸药激发方案误差/%
    x=10 mx=14 mx=18 mx=22 mx=26 mx=30 m
    3 kg×24.524.844.774.323.924.12
    2 kg×34.564.634.323.934.123.93
    1.5 kg×48.016.826.517.258.809.44
    下载: 导出CSV
  • [1] 陆基孟, 王永刚. 地震勘探原理[M]. 青岛: 中国石油大学出版社, 2009: 3−5.
    [2] 钱七虎, 王明洋. 岩土中的冲击爆炸效应[M]. 北京: 国防工业出版社, 2010: 52−57.
    [3] JEFFREYS H. On the cause of oscillatory movement in seismograms [J]. Geophysical Journal International, 1931, 2(S8): 407–416. DOI: 10.1111/j.1365-246X.1931.tb04462.x.
    [4] SHARPE J A. The production of elastic waves by explosion pressures: I: theory and empirical field observations [J]. Geophysics, 1942, 7(2): 144–154. DOI: 10.1190/1.1445002.
    [5] BLAKE F G Jr. Spherical wave propagation in solid media [J]. The Journal of the Acoustical Society of America, 1952, 24(2): 211–215. DOI: 10.1121/1.1906882.
    [6] 肖建华, 孙文涛. 关于点爆炸震源产生的地震子波 [J]. 石油地球物理勘探, 1997, 32(6): 809–817. DOI: 10.3321/j.issn:1000-7210.1997.06.006.

    XIAO J H, SUN W T. Seismic wavelet generated by point explosive source [J]. Oil Geophysical Prospecting, 1997, 32(6): 809–817. DOI: 10.3321/j.issn:1000-7210.1997.06.006.
    [7] 肖建华. 论球面波波动方程 [J]. 石油地球物理勘探, 2001, 36(2): 160–172. DOI: 10.3321/j.issn:1000-7210.2001.02.004.

    XIAO J H. Argument on wave equation of spherical wave [J]. Oil Geophysical Prospecting, 2001, 36(2): 160–172. DOI: 10.3321/j.issn:1000-7210.2001.02.004.
    [8] 丁桦, 郑哲敏. 爆破震动等效载荷模型 [J]. 中国科学(E辑), 2003, 33(1): 82–90. DOI: 10.3969/j.issn.1674-7259.2003.01.011.
    [9] 林大超, 白春华. 爆炸地震效应[M]. 北京: 地质出版社, 2007.
    [10] YU C L, WANG Z Q, HAN W G. A prediction model for amplitude-frequency characteristics of blast-induced seismic waves [J]. GEOPHYSICS, 2018, 83: T159–T173. DOI: 10.1190/geo2017-0228.1.
    [11] HEELAN P A. Radiation from a cylindrical source of finite length [J]. Geophysics, 1953, 18(3): 685–696. DOI: 10.1190/1.1437923.
    [12] STARFIELD A M, PUGLIESE J M. Compression waves generated in rock by cylindrical explosive charges: a comparison between a computer model and field measurements [J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 1968, 5(1): 65–77. DOI: 10.1016/0148-9062(68)90023-5.
    [13] 龙源, 林学圣, 许连坡. 条形装药土中爆炸空腔发展过程的实验研究 [J]. 爆炸与冲击, 1988, 8(3): 227–235.

    LONG Y, LIN X S, XU L P. Experimental research on growth process of the cavity of a strip-shaped explosive charge exploding in soil [J]. Explosion and Shock Waves, 1988, 8(3): 227–235.
    [14] 李鹏毅, 王仲琦, 徐谦, 等. 有限长柱形药包土中爆腔特征尺寸的计算方法 [J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(12): 124201. DOI: 10.11883/bzycj-2018-0416.

    LI P Y, WANG Z Q, XU Q, et al. Calculation methods for characteristic sizes of blasting cavities induced by finite-length cylindrical charges in soil [J]. Explosion and Shock Waves, 2019, 39(12): 124201. DOI: 10.11883/bzycj-2018-0416.
    [15] 于成龙, 王仲琦. 球形装药爆腔预测的准静态模型 [J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(2): 249–254. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)02-0249-06.

    YU C L, WANG Z Q. Quasi-static model for predicting explosion cavity with spherical charges [J]. Explosion and Shock Waves, 2017, 37(2): 249–254. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)02-0249-06.
    [16] 胡立新, 杨德宽, 何兵寿, 等. 延迟爆炸法的理论分析 [J]. 石油地球物理勘探, 2002, 37(1): 33–38. DOI: 10.3321/j.issn:1000-7210.2002.01.007.

    HU L X, YANG D K, HE B S, et al. Theoretic analysis of delayed blast [J]. Oil Geophysical Prospecting, 2002, 37(1): 33–38. DOI: 10.3321/j.issn:1000-7210.2002.01.007.
    [17] 黄文尧, 颜事龙, 吕淑然, 等. 低爆速细长震源药柱的研究与应用 [J]. 爆破器材, 2005, 34(4): 18–22. DOI: 10.3969/j.issn.1001-8352.2005.04.007.

    HUANG W Y, YAN S L, LÜ S R, et al. The research and application of the low detonation velocity and elongated source charge [J]. Explosive Materials, 2005, 34(4): 18–22. DOI: 10.3969/j.issn.1001-8352.2005.04.007.
    [18] 牟杰. 炸药震源激发地震波近场特征试验研究[D]. 北京: 北京理工大学, 2015.
  • 期刊类型引用(1)

    1. 徐峰,黄禄铭,刘福烈,潘树林,黄有晖,李崇文. 单井激发最佳药量设计方法. 石油地球物理勘探. 2022(05): 1020-1027+999 . 百度学术

    其他类型引用(1)

  • 加载中
推荐阅读
反射爆炸应力波作用下动静裂纹的贯通机理
周星源 等, 爆炸与冲击, 2025
近场近地爆炸下建筑柱爆炸荷载分布规律及简化模型
喻君 等, 爆炸与冲击, 2024
基于高压气体驱动的爆炸波模拟激波管冲击波衰减历程控制方法
程帅 等, 爆炸与冲击, 2024
基于自由场爆炸的猪鼓膜破裂规律实验研究
向书毅 等, 爆炸与冲击, 2024
自由边界影响下定向断裂爆破裂纹尖端应力分布与扩展机理
邱鹏 等, 高压物理学报, 2024
弧形坑道和弧形扩散坑道内冲击波的传播规律
程浩 等, 高压物理学报, 2025
三维岩体滑坡诱发冲击波近场波的特性试验研究
韩林峰 等, 西南交通大学学报, 2022
Lights, fiber, action! a primer on in vivo fiber photometry
Simpson, Eleanor H., NEURON, 2024
Efficient gpu-accelerated seismic analysis strategy and scenario simulation for large-scale nuclear structure cluster-soil interaction over ten million dofs
COMPUTERS AND GEOTECHNICS, 2024
Rock breaking effect of plasma blasting under confining pressure
WANG Yanbing et al., EXPLOSION AND SHOCK WAVES, 2025
Powered by
图(8) / 表(5)
计量
  • 文章访问数:  577
  • HTML全文浏览量:  388
  • PDF下载量:  60
  • 被引次数: 2
出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-03
  • 修回日期:  2020-09-07
  • 网络出版日期:  2021-07-05
  • 刊出日期:  2021-07-05

目录

    /

    返回文章
    返回