高寒区不耦合介质装药爆破能量分配模拟研究

摘要

为探究炸药在高寒区的能量分配情况，首先以爆炸动力学理论为基础分析不同耦合介质装药爆炸压力传递规律，并通过LS-DYNA有限元软件建立空气、水和冰单孔不耦合装药爆破漏斗模型；其次，根据爆炸损伤云图确定不耦合介质装药爆破漏斗体积，分析爆炸压力衰减规律及岩体吸收炸药能量的大小；最后，基于研究结果提出优化方案，并应用于现场爆破。结果表明：在同一耦合系数下，相对于空气介质不耦合装药爆破，水介质不耦合装药爆破的孔壁初始压力峰值提高1.14～2.60倍，爆破漏斗压碎区半径增大1.04～1.11倍，裂隙区半径增大1.19～1.48倍；冰介质不耦合装药爆破漏斗压碎区半径增大1.02～1.12倍，裂隙区半径增大1.15～1.48倍；空气、水和冰介质不耦合装药爆炸压力与爆心距呈指数关系；耦合介质为水介质时岩体产生的动能比耦合介质为空气时提高了33.33%，岩体吸收总能提高了46.03%，耦合介质为冰介质时岩体产生的动能比耦合介质为空气时提高了28.21%，岩体吸收总能提高了35.15%。研究结果可为类似工程提供参考。

关键词

高原高寒 / 水耦合爆破 / 冰耦合爆破 / 数值模拟 / 能量分配 / LS-DYNA

基金资助

国家自然科学基金项目“‘鞍山式’铁矿区土壤重金属遥感建模及植被修复机制研究”（编号：52074064）资助