布孔方式对支撑梁爆破拆除的影响机制
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Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ Ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｂｌａｓｔｈｏｌｅ Ａｒｒａｎｇｅｍ ｅｎｔ ｏｎ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｄｅｍ ｏｌｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｂｅａｍ
ＨＥ Ｌｉ ，ＺＨＯＮＧ Ｄｏｎｇ．ｗａｎｇ ，ＬＩ Ｌｉｎ．ｎａ ，ＳＩ Ｊｉａｎ－ｆｅｎｇ ，ＴＵ Ｓｈｅｎ—ＷｌＺ （ａ．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ；ｂ．Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ；
ｓｔｒｅｓｓ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ ｉｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｒｅｇｉｏｎｓ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｄｉｌａｔａｎｃｙ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｗａｖｅ，ｔｅｎｓｉｌｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｉｓ ｄｏｍｉｎａｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒ ｔｉｎｇ ｂｅａｍ ｓｕｒｆａｃｅ． Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｕｎｉｔ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｙｎｅｒｇｙ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｂｌａｓｔｈｏｌｅ ｃａｎ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｕ— ｈｉｆｏｒｍ ｄｉｓｔｒ ｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｌｏａｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂｅａｍ ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｅｆｅｃｔ．Ｆｕｒ ｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｍａｔｅｒ ｉａｌ ｆａｉｌ— ｕｒｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒ ｔ ｂｅａｍ ｉｓ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ａｔ ２５５ Ｉｘｓ ａｎｄ ２６５ ｓ ｒｅｓｐｅｃ— ｔｉｖｅｌｙ．Ｐｒ ｉｍ ｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｆｒｏｍ ｂｏｔｔｏｍ ｔｏ ｔｏｐ．Ｃａｎ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｈａｚａｒｄ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｓｌｕｎｇｓｈｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．
第 ３５卷 第 ３期 ２０１８年 ９月
爆 破
ＢＬＡＳＴＩＮＧ
Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２０１８
ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—４８７Ｘ．２０１８．０３．０１４
布 孑Ｌ方 式 对 支 撑 梁 爆 破 拆 除 的 影 响 机 制 木
何 ａ，ｂ，ｃ ５钟冬望 。，李琳娜 ，司剑峰 ｃ，涂圣武
（武汉科技 大学 ａ．理学 院 Ｉｂ．冶金工业过程 系统科 学湖北省重点实验室 ； Ｃ．中铁港百度文库一武科大爆破技术研 究中心 ，武汉 ４３００６５）
摘 要 ： 支撑 梁 爆 炸 毁 伤 破 坏 效应 的数 值 模 拟 及 理 论 研 究 是 创 新 改 进 爆 破 拆 除 方 法 的 前 提 。 结 合 钢 筋 混 凝 土支撑 梁爆破拆 除工程 实际 ，针对垂 直布孔 与 多向协 同布孔分别建立其共 节点分 离式模 型 ，比较分析 梁 内 Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ等效应力分布规律 、爆炸荷载 空间分布特 点及 其破碎 形 态。 结果表 明 ：相邻 炮孔 炸药 能量分别在 ５０ ｓ、６０ ｓ开始耦 合叠加 ，叠加 区应 力水平显著增 高；在 混凝 土碎胀 效应及反 射拉伸波共 同作 用下，支撑 梁 表 面材料单元 以拉伸破 坏为主 ；相 同炸药单耗 时 ，多向协 同布孔 法可促进 梁 内爆 炸荷 载的均 匀分布 ，有效 改 善拆 除效果 ；材料失效演 变过程表 明，支撑梁破碎形 态分别在 ２５５ Ｉｘｓ、２６５ ｓ时刻稳 定下来 ，采取先 下后上 的 起 爆 顺 序 ，能 有 效 防 治 爆 破 飞 石 危 害 。 关键词 ： 支撑梁 ；爆破拆 除 ；布孔方式 ；共节点分 离式模 型：拆除效果 中 图 分 类 号 ： ０３８９ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １００１—４８７Ｘ（２０１８）０３—００８５—０７
Ｃ．ＣＲＰＣＥ－Ｗ ＵＳＴ Ｂｌａｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｗ ｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｎｕｍｅｒｉｃ￣ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｄａｍａｇｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔ ｂｅａｍ ａｒｅ ｔｈｅ ｐｒｅｒｅｑ． ｕｉｓｉｔｅ ｆｏｒ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍ ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅ ｓｅｐａｒａ— ｔｅｄ ｃｏｍ ｍｏｎ－－ｎｏｄｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｂｅａｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｗｉｔｈ ｖｅｒ ｔｉｃａｌ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ－－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ－－ ａｌ ｓｙｎｅｒｇｙ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｂｌａｓｔｈｏｌｅ．Ｕｎｄｅｒ ｗｈｉｃｈ，ｔｈｅ ｄｉｓｔｒ ｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓ—
ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｌｏａｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｆ ｒａｃｔｕｒｅ ｚｏｎｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｊａｃｅｎｔ ｈｏｌｅｓ ｉｓ ｃｏｕｐｌｅｄ ａｎｄ ｓｕｐｅｒｐｏｓｅｄ ａｔ ５０ ｓ ａｎｄ ６０ ｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ
ＨＥ Ｌｉ ，ＺＨＯＮＧ Ｄｏｎｇ．ｗａｎｇ ，ＬＩ Ｌｉｎ．ｎａ ，ＳＩ Ｊｉａｎ－ｆｅｎｇ ，ＴＵ Ｓｈｅｎ—ＷｌＺ （ａ．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ；ｂ．Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ；
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第 ３５卷 第 ３期 ２０１８年 ９月
爆 破
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布 孑Ｌ方 式 对 支 撑 梁 爆 破 拆 除 的 影 响 机 制 木
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摘 要 ： 支撑 梁 爆 炸 毁 伤 破 坏 效应 的数 值 模 拟 及 理 论 研 究 是 创 新 改 进 爆 破 拆 除 方 法 的 前 提 。 结 合 钢 筋 混 凝 土支撑 梁爆破拆 除工程 实际 ，针对垂 直布孔 与 多向协 同布孔分别建立其共 节点分 离式模 型 ，比较分析 梁 内 Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ等效应力分布规律 、爆炸荷载 空间分布特 点及 其破碎 形 态。 结果表 明 ：相邻 炮孔 炸药 能量分别在 ５０ ｓ、６０ ｓ开始耦 合叠加 ，叠加 区应 力水平显著增 高；在 混凝 土碎胀 效应及反 射拉伸波共 同作 用下，支撑 梁 表 面材料单元 以拉伸破 坏为主 ；相 同炸药单耗 时 ，多向协 同布孔 法可促进 梁 内爆 炸荷 载的均 匀分布 ，有效 改 善拆 除效果 ；材料失效演 变过程表 明，支撑梁破碎形 态分别在 ２５５ Ｉｘｓ、２６５ ｓ时刻稳 定下来 ，采取先 下后上 的 起 爆 顺 序 ，能 有 效 防 治 爆 破 飞 石 危 害 。 关键词 ： 支撑梁 ；爆破拆 除 ；布孔方式 ；共节点分 离式模 型：拆除效果 中 图 分 类 号 ： ０３８９ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １００１—４８７Ｘ（２０１８）０３—００８５—０７
Ｃ．ＣＲＰＣＥ－Ｗ ＵＳＴ Ｂｌａｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｗ ｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｎｕｍｅｒｉｃ￣ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｄａｍａｇｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔ ｂｅａｍ ａｒｅ ｔｈｅ ｐｒｅｒｅｑ． ｕｉｓｉｔｅ ｆｏｒ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍ ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅ ｓｅｐａｒａ— ｔｅｄ ｃｏｍ ｍｏｎ－－ｎｏｄｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｂｅａｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｗｉｔｈ ｖｅｒ ｔｉｃａｌ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ－－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ－－ ａｌ ｓｙｎｅｒｇｙ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｂｌａｓｔｈｏｌｅ．Ｕｎｄｅｒ ｗｈｉｃｈ，ｔｈｅ ｄｉｓｔｒ ｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓ—
ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｌｏａｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｆ ｒａｃｔｕｒｅ ｚｏｎｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｊａｃｅｎｔ ｈｏｌｅｓ ｉｓ ｃｏｕｐｌｅｄ ａｎｄ ｓｕｐｅｒｐｏｓｅｄ ａｔ ５０ ｓ ａｎｄ ６０ ｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ