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岩土中填实与空腔解耦爆炸的化爆模拟实验研究

作　者: 王占江
导　师: 张若棋；李孝兰
学　校: 中国人民解放军国防科学技术大学
专　业: 力学
关键词: 岩土地下爆炸空腔解耦微药量化爆应力波粒子速度实验室研究
分类号: O382
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
下　载: 268次
引　用: 7次
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内容摘要

相对于填实、封闭爆炸，地下大空腔中的爆炸可使远区地震波幅度大大降低，因此空腔解耦技术是隐蔽地下核试验的有效手段。1959年以来，国外对空腔解耦爆炸已进行了较充分研究。运用微型药量化爆模拟试验可以比较深入、细致地研究地质介质中球形发散应力波的传播、衰减规律，这对于改进、发展用于估算地下爆炸（填实和空腔解耦）应力波的传播及安全封闭的理论计算模型是至关重要的基础资料。微型药量的空腔解耦化爆试验可以深入揭示空腔解耦爆炸的种种物理现象和规律，并为地下核爆炸的地震核查技术的深化研究提供丰富的实验资料。本文建立起了包括中心起爆的0.125～8.00gTNT微型球形炸药装置的研制、圆环形电磁粒子速度计及铝杆应变计测试技术和球形发散应力波实验装置等在内的实验室微型药量空腔解耦化爆模拟技术，并在花岗岩、土、水泥砂浆和水等介质中进行了大量的填实和空腔爆炸实验研究。研究结果表明：实验室微药量化爆可模拟现场地下大爆炸的应力波传播；岩石中的空腔解耦效果非常明显，全解耦比例空腔半径约为40m／kt^1／3，按不同解耦度判据得到的全解耦度（填实与空腔爆炸的有效当量比）在20～150范围内；土中爆炸的能量耦合率约比花岗岩中的低一个量级，但未发现土中的空腔爆炸有解耦效果；水对爆炸能的耦合很强，若爆室内充满水，不但不会降低耦合，相反会增强耦合。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第1章绪论  9-17
  1.1 填实和空腔解耦爆炸的概念  9-10
  1.2 国内外空腔解耦技术的研究现状  10-14
    1.2.1 现场化爆和核爆空腔解耦试验  10-11
    1.2.2 空腔解耦爆炸的理论及数值模拟研究  11-12
    1.2.3 实验室内微型药量化爆模拟技术  12-14
  1.3 课题研究目的和意义  14-15
  1.4 本文的主要研究内容  15-17
第2章中心起爆的微型炸药球技术  17-28
  2.1 引言  17
  2.2 国内外现状  17-18
  2.3 用柔爆索从中心引爆的微型炸药球研制  18-21
  2.4 中心起爆的微型炸药球爆炸考评实验和结果分析  21-26
  2.5 微型炸药球爆轰性能参数  26
  2.6 本章小结  26-28
第3章空腔解耦爆炸的微药量化爆模拟技术  28-53
  3.1 引言  28-29
  3.2 国内外现状  29-32
  3.3 圆柱形岩土样品球形波实验技术  32-45
    3.3.1 实验装置原理  32-34
    3.3.2 圆环型电磁粒子速度计  34-35
    3.3.3 实验样品构形和制作  35-37
    3.3.4 柔爆索爆炸干扰的防护  37-41
    3.3.5 岩土样品球形波实验技术的综合考评结果和分析  41-45
  3.4 水泥砂浆球装置实验和测量技术  45-51
    3.4.1 水泥砂浆球实验技术原理  45-48
    3.4.2 水泥砂浆球表运动速度测试方法和分析原理  48-51
  3.5 本章小结  51-53
第4章空腔解耦爆炸实验研究的基本理论和分析方法  53-64
  4.1 引言  53
  4.2 地下爆炸的一维球对称弹性波基本理论  53-57
  4.3 岩土样品实验装置的粒子速度波形处理  57-59
  4.4 解耦效果的实验室度量方法  59-62
    4.4.1 用弹性区位移稳态值估算远区地震解耦度  59-61
    4.4.2 用弹性波峰值度量解耦效果  61-62
    4.4.3 用弹性波的辐射动能度量解耦效果  62
  4.5 本章小结  62-64
第5章岩土样品中填实和空腔爆炸的实验结果分析  64-84
  5.1 前言  64
  5.2 花岗岩中的填实和空腔爆炸实验  64-78
    5.2.1 实验概述  64
    5.2.2 实验结果分析  64-76
    5.2.3 花岗岩中空腔爆炸解耦规律  76-78
  5.3 土中的填实和空腔爆炸实验  78-82
    5.3.1 实验概述  78-80
    5.3.2 土中小空腔爆炸的无解耦性  80
    5.3.3 土中爆炸应力波峰值的衰减规律  80-81
    5.3.4 土中爆炸的能量耦合  81-82
  5.4 岩土样品中空腔爆炸的主要结论  82-84
第6章水泥砂浆球体中填实和空腔爆炸的实验结果分析  84-101
  6.1 引言  84
  6.2 实验概述  84-88
    6.2.1 水泥砂浆球体腔室中充水的填实和空腔解耦爆炸  86
    6.2.2 水泥砂浆球体腔室中充填细砂的填实和空腔爆炸  86-87
    6.2.3 水泥砂浆球体中的填实和空腔解耦爆炸  87-88
  6.3 实验结果分析  88-99
  6.4 水泥砂浆球体中填实和空腔爆炸实验的主要结论  99-101
第7章全文总结  101-104
  7.1 本文取得的主要成果及创新性  101-103
  7.2 今后工作展望  103-104
参考文献  104-112
致谢  112-113
附录近年来以第一作者公开发表与博士论文有关的科技论文  113

岩土中填实与空腔解耦爆炸的化爆模拟实验研究

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