[發明專利]一種基于水下爆炸試驗量測結果的壩體破壞藥量估算方法

有效

• 申請號: 201711473102.5
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108225136B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 王敏;龍源;鐘明壽;陳祖煜;紀沖;謝興博;李興華;范磊;程良玉;張雪東
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F42D1/00;F42D1/08;F42D3/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種基于水下爆炸試驗量測結果的壩體破壞藥量估算方法，包括根據水壩參數模擬得到破壞臨界條件下施加至壩體上的爆炸沖擊載荷峰值壓力臨界值；基于雷管和炸藥建立水下爆炸試驗裝置，在確定裝藥量及裝藥沉深和容器內充氣壓力條件下，進行系列爆炸試驗，測量得到水下爆炸的沖擊波峰值，并擬合得到裝藥量和水下沖擊峰值壓力之間的關系，最后估算得到壩體破壞藥量，具有簡單方便，成本低的特點。

技術領域

本發明屬于爆炸技術領域，涉及一種用于水下爆炸試驗的裝置及水壩爆炸破壞用藥量的估算方法。

背景技術

戰時大型水壩一旦受到爆炸破壞，進而導致多個水利工程發生連潰，將造成巨大的人員損傷和經濟損失。因此，研究大壩工程的抗爆安全問題對最大限度降低損失以及進行大壩安全性評估具有十分重要的理論指導意義。由于經費和場地受限，難以通過原型爆炸試驗研究得到爆炸荷載作用下大型壩體毀傷的機理；傳統的結構模型試驗也難以真實揭示爆炸原型的力學行為和破壞過程。土工離心機通過高速旋轉增加模型重力，使模型介質體產生與原型相近的自重應力，模型的變形及破壞機制與原型相似，從而可模擬復雜的巖土工程及動力學問題，目前成為研究爆炸工程力學的常用手段之一，但是其昂貴的成本和試驗費用成為其大面積推廣使用的限制。

此外在進行水下爆炸試驗中，爆炸裝置處于水下超重的環境中，超重環境和高靜水壓力的外界條件，會影響雷管等爆炸裝置的爆炸性能，甚至出現拒爆現象，急需要研制安全可靠、縮比爆炸裝置，實現高靜水壓力環境下水下爆破的精確模擬。

發明內容

本發明公開了一種基于水下爆炸試驗量測結果的壩體破壞藥量估算方法，根據水壩爆炸的特點，建立了縮比的水下爆炸試驗裝置，通過系列爆炸試驗并對其進行多項式擬合，估算得到了壩體爆炸破壞時的破壞藥量。

本發明的具體技術方案如下：

一種基于水下爆炸試驗量測結果的壩體破壞藥量估算方法，包括以下步驟：

【1】根據水壩的壩體結構、材料參數和炸藥布放點的水深h，用ANSYS軟件模擬得到破壞臨界條件下施加至壩體上的爆炸沖擊載荷峰值壓力臨界值P*；

【2】基于電雷管和炸藥建立縮比的水下爆炸試驗裝置，在保持裝藥沉深H和容器內充氣壓力P₀條件下，進行系列裝藥量W_i的爆炸試驗，測量得到第i次水下爆炸的沖擊峰值壓力P_i；其中P₀的等效水柱高度為H₀，h＝H+H₀；

【3】采用最小二乘法多項式擬合的方法，根據步驟【2】得到的裝藥量W_i和P_i實測結果，擬合得出二者的關系式：

P＝f(W) (1)

【4】將步驟【1】中的爆炸沖擊載荷峰值壓力臨界值P*代入公式(1)，計算得到對應的臨界破壞藥量值W*；

所述的爆炸試驗裝置包括爆炸密封容器、爆炸組件和傳感器，容器包括上蓋板、底座和外壁，上蓋板設置有中心通孔、傳感器通孔和氣壓閥，爆炸組件和傳感器分別穿過中心通孔和傳感器通孔后設置在容器腔內；所述的爆炸組件和傳感器通過密封接頭密封固聯在容器的上蓋板上；所述的容器下半部盛有水，上半部分充有高壓氣體。

進一步的，所述的爆炸組件包括電雷管、起爆連接件、導爆索和炸藥，所述的電雷管和導爆索之間通過起爆連接件固聯；

所述的起爆連接件包括導爆索接頭、雷管套和螺套；導爆索接頭的尾端設置有外螺紋，中心設置有通孔，導爆索設置在導爆索接頭的中心通孔內；雷管套包括大直徑的前端和小直徑的尾端；雷管套的前端中部設置有容納雷管的空腔，雷管套的尾端設置有中心通孔，用于穿接雷管起爆線；螺套穿過雷管套的尾端，通過內螺紋和導爆索接頭尾端的外螺紋配合聯接，將雷管壓貼在導爆索的端面上。