水下爆炸荷载下类岩石材料的累积损伤试验研究

发布时间：2024-05-23 04:36

　　水下爆破工程施工中,炸药爆炸产生的水中冲击波会对临近的预保留岩体或周边桥墩等建构筑物产生一定损伤,这种损伤在多次循环作业过程中会产生损伤积累。为研究水下类岩石材料的损伤累积机理及规律,采用小当量药量水下爆炸产生的冲击荷载,循环作用于高强石膏粉浇模成型的标准试样上。通过高速摄影机及水下冲击波测试系统记录和测定了荷载作用于试样上的高速时程变化过程,并对损伤后的试样进行了单轴压缩试验,通过σ-ε曲线,分析了试样随损伤次数的累积损伤演化过程及机理,得到了水下类岩石材料在水下冲击波循环荷载下的累积损伤规律。可为水下爆破中对预保留岩体或建构筑物安全防护提供参考。

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【部分图文】：

图1药包、试样及传感器布置装置示意图

为获得爆炸冲击波作用过程,采用日本NAC公司GX-8型高速摄影机,最高拍摄速率为600000fps,本次拍摄速率为20000fps,画幅大小为384×384,快门速度为48.6μs。爆炸荷载为电力起爆黑火药,配以冲击波测试系统测其爆炸压力。水下爆炸冲击压力传感器采用美国....

图2测试、起爆系统

式中:Pm为冲击波峰值压力,GPa;K为52.4、α为衰减系数取1.1～1.5;W为炸药当量,kg;R为爆心距,mm。图3典型冲击波时程曲线

图3典型冲击波时程曲线

图2测试、起爆系统根据以上公式,结合本试验测试15cm处压力峰值为0.817MPa,可计算出α=1.3697,进而可得作用在试样上表面的冲击波压力峰值约为5.05MPa。

图4爆炸冲击波作用过程

通过高速摄影机对药包爆炸作用到试样上的全过程进行拍摄,对拍摄结果进行原速率分幅处理,并提取部分图片拼接得到总体过程,如图4。从炸药爆炸到气泡脉动爆轰产物基本消失,整个过程共拍摄384张照片,约19200μs,其中气泡脉动的第一个周期作用约持续11ms,由高压爆生气体形成的外....

本文编号：3981009