深埋岩石洞室受爆炸应力波作用的破坏效应

基于工程观测资料,采用现场试验数据综合分析、小比例化爆模拟实验和岩石脆性破坏模型的三维动力有限元数值模拟的方法,研究了深埋岩石洞室在爆炸应力波荷载作用下随着各种条件的变化而发生的破坏效应。     

侵地武器及其气炮实验

简述了侵地武器的发展历史和现状，侵彻战斗部技术在精确制导武器中已被广泛应用，小爆炸威力侵地核武器的开发已经主要不是工程技术方面的问题；介绍了气炮实验技术及其在侵地武器研究中的应用，气炮模拟实验结果表明，岩土侵彻存在良好的力学相似关系，混凝土侵彻同花岗岩侵彻存在许多质的差异；介绍了一种通过侵深实验数据分析计算侵彻弹体加速度、速度和位移变化过程的方法。     

早高强砂浆和混凝土的力学性能及抗爆实验

随着大型工程结构的飞速发展,高强混凝土是现代混凝土的一个重要发展方向.采用铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和石膏作为胶凝材料配制了快硬、早高强微膨胀砂浆和混凝土.早高强砂浆的1、3、7 d抗压强度和抗折强度分别为37、59、72 MPa和8.4、11.3、13.2 MPa.早高强混凝土的1、3、7 d抗压强度和抗折强度分别为27、65、70 MPa和2.5、6.8、9.9 MPa.利用一种预置爆室的抗爆实验方式,对所配制的早高强混凝土和普通混凝土的抗爆性能进行对比研究.实验结果表明:早高强混凝土制作的爆室,在20 g TNT药量作用下,爆室结构保持完好,实现密封要求;而相同条件下,普通混凝土制作的爆室结构被严重破坏.     

爆轰合成纳米石墨粉的实验研究

采用密度分别为1．40、1．45、1．50、1．55和1．60g／cm^3的纯TNT药柱，以及在密度为1．55g，／cm^3的TNT炸药中分别添加2％、5％、8％、10％、15％(质量分数)石墨的药柱，在CO2、N2保护气氛中和真空(约200Pa)条件下用爆轰方法合成了纳米石墨粉。爆轰后在容器内收集到的产物为黑色粉末，X射线衍射检测的结果表明为石墨结构的颗粒，粒径尺寸分布在2～33nm之间。纳米石墨粉相对炸药量的产率为：纯TNT炸药为14％～35％，TNT炸药 石墨为18％～42％。纳米石墨粉的产率在CO2保护气氛中最高，在N2、真空中依次降低；随TNT炸药密度的增大产率有所升高。     

封闭空间的化爆荷载与沙墙消波

封闭空间爆炸工程要求以最小的空间来约束爆炸效应,因此关心百MPa以上的爆炸冲击波荷载,经典爆炸著作都未深入讨论这一区域的爆炸荷载规律,即便部分著作提供了这一区域的荷载数据,因为未能提供可靠实测数据背景,其可信度仍然有待实验证实.这几年,笔者开展了"封闭空间的化爆荷载与沙墙消波"专项实验研究,获得了一批实验数据,对近区化爆荷载、沙墙消波效果和封闭空间化爆准静气压产生了一些新的认识,就这些情况作一介绍.     

弹体垂直侵彻混凝土靶体的柱形空腔膨胀理论分析

采用统一强度理论作为混凝土材料的屈服准则,根据柱形空腔膨胀理论求得了混凝土靶体在弹体垂直侵彻下的空腔膨胀压力和空腔膨胀速度的关系,给出了柱形空腔膨胀条件下卵形弹体侵彻靶体深度的理论计算公式,求出了弹体以400～1100m/s的速度撞击混凝土靶体的侵彻深度,通过和试验结果比较,表明提出的模型具有一定的合理性.进一步研究还表明,统一强度理论参数b、弹体质量和弹头形状对侵彻深度均有影响,b=0时侵彻深度较大,b=1时侵彻深度较小;弹体质量越大或弹头越尖,侵彻深度越大.     

岩石洞室受爆炸应力波作用的破坏效应

基于工程观测资料,采用现场试验数据综合分析、小比例化爆模拟实验和岩石脆性破坏模型的三维动力有限元数值模拟的方法,研究了深埋岩石洞室在爆炸应力波荷载作用下随着各种条件的变化而发生的破坏效应.总结了洞室宏观破坏的一般规律,编制出新的洞室破坏分区表.水泥砂浆材料小比例化爆模拟实验表现了完整多孔硬岩中洞室应力波破坏的特征,扫描电镜试验表明洞室微观损伤破坏的变化规律与宏观破坏现象具有一致性.在数值模拟研究中采用了实测经验应力波规律和能表现材料破坏后性能劣化及脆性破坏非连续各向异性发展的材料模型,创建了适用的洞室工程破坏准则,编制了动力有限元参数化分析的计算程序,计算了大量模型的洞室破坏历程和最终工程状态,工程实例计算表明数值模拟方法是合理可行的.通过数值模拟研究了在不同荷载、工程特征、地质特征下岩石洞室破坏的定性和定量特征.     

岩土侵彻与气炮实验技术

回顾穿地弹的问世和发展。评述实验研究在穿地弹研制和穿地防护工程技术研究中的作用。分析压缩轻气炮在穿地弹实验研究中的应用前景，介绍 利用压缩轻气炮研究混凝土侵彻的部分成果。     

纳米金刚石颗粒粒度的测量

对用负氧平衡炸药在密闭容器内爆轰制备的纳米金刚石，用X射线衍射线线宽法(谢乐公式)、透射电镜观察法(TEM)、激光喇曼散射法、比表面积法和X射线小角散射法等手段，对合成的纳米金刚石颗粒粒度进行了测量，表明用炸药爆轰法制备的纳米金刚石具有立方金刚石结构，颗粒呈球形或椭球形，平均粒径为6．7nm。在5种测量方法中，用X射线衍射线线宽法(谢乐公式)得到的平均粒径值最小，而用其他4种测量方法所得到的粒径值基本一致。     

强爆炸应力波作用下岩石地下洞室的破坏现象学

为了发展更准确实用的地下洞室抗爆工程类比设计方法,对强爆炸试验中地下洞室工程破坏效应进行了综合研究.讨论了强爆炸岩体应力波与自由场岩体破坏、岩石洞室应力波破坏的一般图像、洞室关键破坏部位与破坏方式、洞室破坏影响因素以及洞室破坏分区的问题.洞室的破坏在根本上是由爆炸荷载决定的,地质介质特征在很大程度上控制了洞室破坏的表现形式,洞室工程特征的变化又可使破坏程度和细节破坏形态发生改变.若场地岩体较均质、应力波传播和洞室破坏定量规律较清楚,工程设计时可先按破坏分区表进行洞室破坏的一级估计,然后再计入局部因素进行修正.