水下消聚能爆破柔性垫层厚度优化及工程验证

摘要

针对深水钻孔爆破基岩损伤难以有效控制的问题，依托西堠门公铁两用大桥深水基础爆破工程，结合消聚能装药结构多界面波阻抗理论模型，联合室内模型试验与数值计算，系统研究水下消聚能爆破条件下，不同柔性垫层厚度对孔底基岩损伤的影响机理，从损伤形态、损伤半径及损伤深度等方面揭示其随垫层厚度变化的演化规律。结果表明:消聚能结构可显著削弱孔底冲击波强度，使孔底损伤由集中型破坏转变为分散型分布;随着柔性垫层厚度的增加，孔底损伤半径与损伤深度逐渐减小并趋于稳定;垫层厚度为20 cm时孔底损伤半径为27 cm，相比常规装药结构降幅约48%，充分考虑损伤与根底控制，选择40 cm为最优垫层厚度。工程实际应用表明，采用40 cm柔性垫层可有效控制建基面损伤与不平整度，满足深水基础施工精度要求。研究成果可为深水钻孔爆破基岩损伤控制提供科学依据。

关键词

水下爆破 / 爆破损伤 / 消聚能结构 / 垫层厚度 / 数值计算

基金资助

国家自然科学基金项目(52274136、51904210); 湖北省自然科学基金项目(2024AFB766); 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(P2022G054); 安徽省新型爆炸材料与爆破技术工程研究中心开放基金(AHBP2023A-03)