径向不耦合爆破中聚苯乙烯泡沫吸能数值研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｗｅ ｅ ｅ ｆ ｒ ｄ Ｔｈ ｄ ｓｒｂ ｔ ｎ ｎ ｅ ｏ ｕ ｉｎ ａ ｏ ｒ ｐ ｒｏ ｍｅ ． ｅ ｉｔ ｉ ｕ ｉ ａ ｄ ｖ ｌ ｔ ｌｗｓ ｆ ｏ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｃｅ ｅ ａ ｇ， ｈ ｄ ｏ ｔ ｔｃ ｐ ｅ ｓ ｒ ， ｖ ｌ ｃｔ ａ ｄ ｙ ｒ ｓａ ｉ ｒ ｓ ｕ ｅ ｅｏ ｉｙ ｎ
关键词 ： 混凝土介 质 ； 聚苯 乙烯 （ Ｐ ） Ｅ Ｓ 泡沫 ； 不耦合 装 药 ； 吸
能； 数值分析
中 图 分 类 号 ： ８ Ｏ３２ 文献 标 识 码 ：Ａ
聚苯 乙烯 （ ｘ ａ ｄ ｄｐ ｌｓｙｅ ｅ Ｐ ） 沫 具 ｅ ｐ ｎ ｅ ｏｙ ｔｒｎ ，Ｅ Ｓ 泡
隔 减 其 Ｎｕ ｒｃ ｌ ｎ ｌｓｓ ｎ Ｅｎ ｒ ｙ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｏ 有 质量轻 、 热 、 震 等 优 良性 能． 密 度 由成 型 阶 ｍｅ ｉａ Ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｇ － ｂ ｏ ｐ ｉ ｎ ｆ
些 均 涉 及 到爆 破 作 业． 程 爆 破根 据 装 药 方 式 的不 工
Ｕ ｄ ｒｒｕ ｄ ｎ ｉｅｒ ｇ ｆ ｈ Ｍｉｉ ｒ ｏ Ｅ ｕａｉ ， Ｔｏｇｉ ｎ ｅｇｏ ｎ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｏ ｔｅ ｎ ｎｓ ｙ ｆ ｄ ｃｔ ｎ ｔ ｏ ｎｊ
Ｕｎｖ ｒｉｙ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ２，Ｃ ｉａ ｉｅ ｓｔ ｈｎ ｈ ｉ ０ ９ ２ ｈｎ ）
ｄ ｃ ｕ ｌ ｇ ｃ ｅ ｆｃｅ ｔ Ｋｄ ａ ｄ Ｄ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｓｍｉ ｒ ｌｓ ｅ ｏ ｐ ｉ ｏ ｆｉ ｉｎ ｎ ｆ ａ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ｂａ ｔ ｎ ｏ ａ
ｒ ｓ ｌ．Ｆｉ ａｌ ｅ ｕｔ ｎｌ ｙ，ｉ ｒ ｅ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｂ ｔｅ ｅ ｕ ｔｗｉ１ ａ １ ｗｅ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｃ ｉｖ ｅ ｔ ｒｒ ｓ ｌ ｔ ｏ ｒ １
Ｅ ｍａｌ ｖ ｗｚ － ｉ ：ｃ ｅ Ｌ＠ｔ ｎ ｊ ｅ ｕ ｅ ｏ ｇｉ ｄ ． ｉ ． １
第 ７期
王志亮 ， ： 等 径向不耦合爆破 中聚苯 乙烯泡沫吸能数值研究
ｏ ｎｏ － ｌ ｕｓ Ｃ ｎｒｔ Ｊ ）损 伤本 ｔ 高 爆 破 过程 中炸 药 能量 的有 效 利用 率 ， 少 爆 破 振 混凝 土 Ｊ ｈ ｓｎＨｏｍｑ ｉ —ｏ ｃｅｅ（ＨＣ 减 构模 型 进 行分 析计算 ． 在该 本构 中， 伤是 由等效 损 动 与 噪声 ， 低 炸 药 单 耗 和 爆 破 成 本 ｌ６ 常 见 的 不 降 ＿］ ４． ＿ 体 耦 合 装 药有 以下 ２种 ： 向不 耦 合 装 药 与沿 炮 孔 深 塑性 应变 引起 的损伤 和 由塑性： 积应 变 引起 的损伤 径 度 方 向 的轴 向不 耦 合装 药 ． 者是 用 装 药 不耦 合 系 累积起来 ． 前 混凝 土介 质 的压 力 一 积 变 形 关 系分 为 ３ 体
文 章 编 号 ： ２ ３３ ４ ２ １ ） ７１ ２．７ ０ ５ —７Ｘ（０ ２ ０ —０ ００
Ｄ Ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ ０ ５—７ ｘ ２ １ ．７ ０ ０ Ｏ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．２ ３３４ ．０ ２ ０ ．１ ｓ
径 向不 耦 合 爆 破 中 聚 苯 乙 烯 泡 沫 吸 能 数 值 研 究
ｔ ｅ ｂ ａ ｔ ｏｅ ｌ ｉｓｈ ｌ．Ｔｈ ｎ，ｔ ｅ ｉ ｉｉ１ｄ ｎ ｉｙ ｏ Ｓ ｆ ａ Ｉ ａ １ ｅ ｈ ｎ ｔ ｅ ｓｔ ｆＥＰ ｍ ｏ ｈ ｓ ａ ａ ｏ Ｄ
ｒ ｌ ｔ ｅ ｙ ｇ ｅ ｔ ｍｐ ｃ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｔ ’ ａ ｇ ｉ ｔｉ ｕ ｉ ｎ ｅ ａ ｉ ｌ ｒ ａ ａ ｔ ｏ ｃ ｅ ｅ Ｓｄ ｍａ ｅ ｄ ｓｒｂ ｔ ． ｖ ｉ ｏ ｈ ｏ
ｏ ｔ ｉ ｅ ｆ ｒｇ ｏ ｅ ｅ ｅ ｃ ｒ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｂａ ｔｐ ａ ｔｃ ． ｂ ａｎ ｄ ｏ ｆ ｏ ｄ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌｓ ｒ ｃ ｉｅ ｅ ｏ
显， 通过调整泡沫初 始密度或 改变装 药不耦 合 系数 Ｋｄ 可取
得 相 近 的爆 破 效 果 ； 后 ， 了在 取 得 较 好 爆 破 效 果 的 同 时 最 为 降低 爆 破 成 本 建 议 Ｅ Ｓ泡 沫填 充 时 Ｋａ 值 在 ２ ０以 内 ． Ｐ 取 ．
王 志 亮Ｌ 诸 ， 斌
（． １ 同济大学 土木工程学院 ， 上海 ２ ０ ９ ；． ０ ０ ２ ２ 同济大学 岩土及地下工程教 育部重点实验室 ， 上海 ２０ ９ ） ０ ０ ２
摘要 ： 于大型非线 性显式 动力 有 限元 程 序 Ｌ —Ｄ Ａ 对 基 Ｓ ＹＮ
ｗｅ ｅ ａ ｓ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｓ ｔ ａ Ｓ ｆ ａ ａ ｓ ｒ ｓｂａ ｔ ｒ ｌｏ ｍａ ｅ ｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｈ ｔ ｓ ＥＰ ｏ ｍ ｂ ｏ ｂ ｌｓ
（ ．Ｄ ｐｒｍｅ ｔ ｆ ｏｅｈ ｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ １ ｅ ａｔ ｎ ｏ Ｇｅｔｃ ｎｃ Ｅ ｇｎ ｅｉ ，Ｔｏｇｉ ｉｅｓ ｙ ａ ｎ ｎｊ Ｕｎｖｒｉ ， ｔ
Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ９ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２，Ｃｈｎ ；２． Ｋｅ Ｌａ ｏ ａｏ ｙ ｆ ｉａ Ｙ ｂ ｒ ｔｒ ｏ Ｇｅ ｔｃ ｎｉａ ａ ｄ ｏｅ ｈ ｃ ｌ ｎ
一 ０ ５ ｏ ｍ ｉ Ｒａ ｉ ｌ 段 聚 苯 乙烯 颗 粒 的 膨 胀 倍 数 决 定 ， 般 为 １ ～ ４ ｎ ｄｃ ａ Ｅｘ ａ ｄ ｄ Ｐｏ ｙ ｔ ｒ ｎ Ｆ ａ ｐ ｎ ｅ ｌｓｙ ｅ ｅ
Ｕ ｃ ｕ ｌｄＢｌｓ ｎ ｏ ｐｅ ａ ｔ
Ｗ Ｎ ｈ ｌ ｎ ， Ｈ ｉ Ａ ＧＺ ｉ ａ ｇ 一 Ｚ ＵＢ ｎ ｉ
到限制 ＿． ３ 目前较 常见 的是 空气 和水 不耦 合 爆 破 ， ］ 主 要 应 用 于 对爆 破 效 果 有 特 殊要 求 的工 程 中 ， 光 面 如 爆破 和预 裂 爆破 等． 不耦 合 装 药 爆 破 能延 长炸 药 应 力波 的作 用时 间 ， 降低 炮孔 壁 的 冲击 压 力峰 值 ， 大 增 应力 波传 给 介 质 的 冲量 ， 只要 选 择 合适 的不 耦 合 系 数 和爆 破 参 数 就 能 避免 在 孔 壁 形成 压 碎 区 ， 而 提 从
ｎ ｒ ｙ ｅｆｃｉ ｌ ｖ ｓ ｗｅ ｌ ｓ ｒ ｄ ｃｎ ａ ｇ ｄ ｚ ｎ ｒ ｕ ｄ 初 始 密 度 分 别 为 １ 。 ，２ ． ，２ ． ｇ・ｍＩ 的 聚 苯 乙 烯 ｅ ｅ ｇ ｆｅ ｔ ｅｙ，ａ ｌ ａ ｅ ｕ ｉ ｇ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｅ ａ ｏ ｎ ２ ０ １ ０ ７ ０ｋ ３
Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｃ ｅ ｅ ｍｅ ｉ ｍ ；ＥＰ ｏ ｍ ；ｕ ｃ ｕ ｌｄ ｃ ａ ｇ ； ｙ ｗｏ ｄ ：ｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｕ Ｓｆａ ｎ ｏ ｐｅ ｈ ｒ ｅ ｅ ｅ ｇ ｂ ｏ ｐ ｉ ｎ；ｎ ｍｅ ｉ ｌ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｒ ｙａ ｓ ｒ ｔ ｏ ｕ ｒｃ ａｙ ｉ ａ ａ
收稿 日期 ： ０ １ ５ ０ ２ １－０－１ 基金项 目： 国家 自 然科学基金（ １ ７ １ ５６ １９ ６ ） 教育部新世纪优秀人才支持计划（ ｃ Ｔ—Ｏ —０ ２ ） 中央高 校基 本科研业务 费专 ５ １ ４４ ， １７ ０ ２ ； Ｎ Ｅ ８ ５５ ； 项 资金 ； 光华同济大学土木工程学 院基金 ； 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室青年学者 自主研究基金 第一作者 ： 王志亮 （９ ９ ）男 ， １６ ， 博士生导师 ， 工学博 士， 主要研究方 向为岩石动力学 与岩土工程安全性等．
（Ｐ） Ｅ ｓ 泡沫作充填材料 的径 向不耦合 爆破进 行数值模 拟． 分
析 了在嵌入不 同密度 Ｅ Ｓ泡沫 下混凝 土爆 破 中的损伤 以及 Ｐ 孔壁周 围压力 、 速度和加 速度 的分布 与衰 减规 律 ， 与水 不 并
Ｅ Ｓ泡 沫 可 以有 效 地 吸 收爆 炸 能 量 ， 小 孔 壁 周 围混 凝 土 的 Ｐ 减
ａ ｃ ｌ ｒ ｔｏ ｆ ｐ ｒ ｉｌ ｓ ａ ｏ ｎ ｈ ｌｓｈ ｌ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｃ ｅｅ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｔｃｅ ｒ ｕ ｄ ｔ ｅ ｂ ａ ｔ ｏｅ ｗｅ ｅ ａ ａｙ ｅ ．
Ｉ ａ ｄ ｔ ｎ。 ｔ ｅ ｏ ａ ｉｏ ｓ ｅ ｗｅ ｎ ｈ ｒ ｄｃ ｌ ｏ ｍ ｎ ｄ ｉｏ ｉ ｈ ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｂ ｔ ｅ ｔ ｅ ａ ｉ ｆ ａ ａ ｕ ｃ ｕ ｌ ｄ ｂ ａ ｔｗｉ ａ ｉ １ ｉ ａ ｄ ｗａ ｅ ｎ ｏ ｐ ｅ ｓ ｓ ｎ ｏ ｐ ｅ ｌ ｓ ｔ ｔ ｒ ｄｃ ｒ ｎ ｔ ｒ ｕ ｃ ｕ ｌ ｄ ｃ ｅ ｈ ｈｅ ａ ａ ａ
ｋ ｍ－［ ． 度是 其一 个 重 要 指 标 ， 项 力 学 性 能 ｇ・ ３］密 １ 各 几 乎与 它 的密度成 正 比关系 Ｌ ． ２ ｊ 随着 经 济建 设 的 不 断 发展 ， 量 基 础 设 施 在 全 大
国各地 兴建 ． 山开 采 、 木 交 通 、 利 水 电乃 至军 矿 土 水 事 防 御 工程 的修 建 都 离不 开 大 量 土 石方 的开 挖 ， 这
Ｗ ｉｈ ｔ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｆＰ ，Ｅ ｏ ｍ ａ ｅ ｓｃ ｐ ｃｔ ｆ ｎ ｒ ｙ ｔ ｈ ｒ ａ ｏ ０ ＰＳ ｆ ａ ｈ ｓ ｌｓ ａ ａ ｉ ｏ ｅ ｇ ｎ ｅ ｙ ｅ
ｂ ｐｉ ｉｒｔ ｎａ ｅ ｕ ｔ ｎ Ｂ ｄｕｔ ｔ ｅ ｏ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｈ ｍｅ ｏ ｔ 耦合 以及空气不耦合爆破的数值模拟 结果进行 了对 比， 发现 ａ ｓｒｔ ｎａ ｄｖｂａ ｏ ｔｎ ａ其 Ｅ Ｓ泡沫初始密度 对混凝 土损 伤影响
较 大 ， 着 的增 大 ， Ｐ 随 Ｅ Ｓ泡 沫 吸 能减 振 功 效 变 得 相 对 不 明
ｂａ ｔ ｃ ｓ ，ｔ ｅ ｖ ｌ ｅ ｏ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｂ ｅ ｓ ｔ ａ ． ｌｓ ｏ ｔ ｈ ａ ｕ ｆ Ｋｄ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ｅ ｌｓ ｈ ｎ ２ ０ ｗｈ ｎ ｕ ｉ ｇ ＥＰ ｆ ａ ａ ｉ ｉ ｇ ｅ ｓｎ Ｓ ｏ ｍ ｓ ｆ ｌ ｍａ ｅ ｉ １ Ｔｈ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ｓ ｌｎ ｔ ｒａ ． ｅ ｏ ｃｕ ｉ ｎ
第４ 第７ Ｏ卷 期 ２１ ０ ２年 ７月
同 济 大 学 学 报（ 然 科 学 版） 自 ＪＵ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｇ Ｉ Ｎｖ Ｒ ＩＹＮ ， Ｏ Ｒ Ａ ＦＴ Ｎ ＪＵ ＩＥ ＳＴ （ Ａ 丌ｍＡ，ＣＥ Ｃ ） ＩＳ ＩＮ Ｅ
Ｖ０ ． ０ Ｎｏ ７ １４ ．
Ｊ１ ０ ２ ｕ．２ １
满 整个 药室 空 间 ， 因单 耗 大 、 轰 初 压 过 高 、 围 其 爆 周
介 质 易 于 被粉 碎 、 爆破 振 动 幅 值 大 等缺 点 而 应 用 受
ｒｄｃ ｌ ｎ ｏ ｐｅ ｌｓ ｌ ｄｗｉ ｘ ａ ｄ ｄｐ ｔｓｙ ｅ ｅ （ Ｓ ａ ｉ ｃ ｕ ｌｄｂａ ｔ ｉｅ ｔ ｅ ｎ ｅ ｏｙ ｔｒ ｎ ＥＰ ） ａ ｕ ｆｌ ｈ ｐ ｆａ ｏ ｈ ｅ ｎｔａ ｄ ｎ ｉｉｓ（ ２ ０，２ ． ｏ ｍ ｆｔ ｒｅ ｉｉ １ ｅ ｓｔ ｉ ｅ １． １ Ｏ，２ ． ｇ ・ｍ ） ７ ０ｋ
同可分 为“ 合 ” “ 耦 合 ” 药． 者 是 指 炸 药 充 耦 和 不 装 前
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｂａｅ ｎ ｔｅ ｌｒ ｅｓａｅ ｆｎｔ ｌｍｅ ｔｃ ｄ Ｓ ｓｄ ｏ ｈ ａ ｇ ．ｃ ｌ ｉｉｅ ｅｅ ｎ ｏ ｅ Ｌ －
ＤＹ ＮＡ ｔ ｘ ｉｉ ｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｎ ｈ ｕ ｒｃ １ ｉ ｌｔ ｎ ｎ ｗｉｈ ｅ ｐｌ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔ 。ｔ ｅ ｎ ｍｅ ｉａ ｍｕ ａ ｉ ｓ ｏ ｃ ｏ ｓ ｏ
关键词 ： 混凝土介 质 ； 聚苯 乙烯 （ Ｐ ） Ｅ Ｓ 泡沫 ； 不耦合 装 药 ； 吸
能； 数值分析
中 图 分 类 号 ： ８ Ｏ３２ 文献 标 识 码 ：Ａ
聚苯 乙烯 （ ｘ ａ ｄ ｄｐ ｌｓｙｅ ｅ Ｐ ） 沫 具 ｅ ｐ ｎ ｅ ｏｙ ｔｒｎ ，Ｅ Ｓ 泡
隔 减 其 Ｎｕ ｒｃ ｌ ｎ ｌｓｓ ｎ Ｅｎ ｒ ｙ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｏ 有 质量轻 、 热 、 震 等 优 良性 能． 密 度 由成 型 阶 ｍｅ ｉａ Ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｇ － ｂ ｏ ｐ ｉ ｎ ｆ
些 均 涉 及 到爆 破 作 业． 程 爆 破根 据 装 药 方 式 的不 工
Ｕ ｄ ｒｒｕ ｄ ｎ ｉｅｒ ｇ ｆ ｈ Ｍｉｉ ｒ ｏ Ｅ ｕａｉ ， Ｔｏｇｉ ｎ ｅｇｏ ｎ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｏ ｔｅ ｎ ｎｓ ｙ ｆ ｄ ｃｔ ｎ ｔ ｏ ｎｊ
Ｕｎｖ ｒｉｙ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ２，Ｃ ｉａ ｉｅ ｓｔ ｈｎ ｈ ｉ ０ ９ ２ ｈｎ ）
ｄ ｃ ｕ ｌ ｇ ｃ ｅ ｆｃｅ ｔ Ｋｄ ａ ｄ Ｄ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｓｍｉ ｒ ｌｓ ｅ ｏ ｐ ｉ ｏ ｆｉ ｉｎ ｎ ｆ ａ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ｂａ ｔ ｎ ｏ ａ
ｒ ｓ ｌ．Ｆｉ ａｌ ｅ ｕｔ ｎｌ ｙ，ｉ ｒ ｅ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｂ ｔｅ ｅ ｕ ｔｗｉ１ ａ １ ｗｅ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｃ ｉｖ ｅ ｔ ｒｒ ｓ ｌ ｔ ｏ ｒ １
Ｅ ｍａｌ ｖ ｗｚ － ｉ ：ｃ ｅ Ｌ＠ｔ ｎ ｊ ｅ ｕ ｅ ｏ ｇｉ ｄ ． ｉ ． １
第 ７期
王志亮 ， ： 等 径向不耦合爆破 中聚苯 乙烯泡沫吸能数值研究
ｏ ｎｏ － ｌ ｕｓ Ｃ ｎｒｔ Ｊ ）损 伤本 ｔ 高 爆 破 过程 中炸 药 能量 的有 效 利用 率 ， 少 爆 破 振 混凝 土 Ｊ ｈ ｓｎＨｏｍｑ ｉ —ｏ ｃｅｅ（ＨＣ 减 构模 型 进 行分 析计算 ． 在该 本构 中， 伤是 由等效 损 动 与 噪声 ， 低 炸 药 单 耗 和 爆 破 成 本 ｌ６ 常 见 的 不 降 ＿］ ４． ＿ 体 耦 合 装 药有 以下 ２种 ： 向不 耦 合 装 药 与沿 炮 孔 深 塑性 应变 引起 的损伤 和 由塑性： 积应 变 引起 的损伤 径 度 方 向 的轴 向不 耦 合装 药 ． 者是 用 装 药 不耦 合 系 累积起来 ． 前 混凝 土介 质 的压 力 一 积 变 形 关 系分 为 ３ 体
文 章 编 号 ： ２ ３３ ４ ２ １ ） ７１ ２．７ ０ ５ —７Ｘ（０ ２ ０ —０ ００
Ｄ Ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ ０ ５—７ ｘ ２ １ ．７ ０ ０ Ｏ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．２ ３３４ ．０ ２ ０ ．１ ｓ
径 向不 耦 合 爆 破 中 聚 苯 乙 烯 泡 沫 吸 能 数 值 研 究
ｔ ｅ ｂ ａ ｔ ｏｅ ｌ ｉｓｈ ｌ．Ｔｈ ｎ，ｔ ｅ ｉ ｉｉ１ｄ ｎ ｉｙ ｏ Ｓ ｆ ａ Ｉ ａ １ ｅ ｈ ｎ ｔ ｅ ｓｔ ｆＥＰ ｍ ｏ ｈ ｓ ａ ａ ｏ Ｄ
ｒ ｌ ｔ ｅ ｙ ｇ ｅ ｔ ｍｐ ｃ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｔ ’ ａ ｇ ｉ ｔｉ ｕ ｉ ｎ ｅ ａ ｉ ｌ ｒ ａ ａ ｔ ｏ ｃ ｅ ｅ Ｓｄ ｍａ ｅ ｄ ｓｒｂ ｔ ． ｖ ｉ ｏ ｈ ｏ
ｏ ｔ ｉ ｅ ｆ ｒｇ ｏ ｅ ｅ ｅ ｃ ｒ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｂａ ｔｐ ａ ｔｃ ． ｂ ａｎ ｄ ｏ ｆ ｏ ｄ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌｓ ｒ ｃ ｉｅ ｅ ｏ
显， 通过调整泡沫初 始密度或 改变装 药不耦 合 系数 Ｋｄ 可取
得 相 近 的爆 破 效 果 ； 后 ， 了在 取 得 较 好 爆 破 效 果 的 同 时 最 为 降低 爆 破 成 本 建 议 Ｅ Ｓ泡 沫填 充 时 Ｋａ 值 在 ２ ０以 内 ． Ｐ 取 ．
王 志 亮Ｌ 诸 ， 斌
（． １ 同济大学 土木工程学院 ， 上海 ２ ０ ９ ；． ０ ０ ２ ２ 同济大学 岩土及地下工程教 育部重点实验室 ， 上海 ２０ ９ ） ０ ０ ２
摘要 ： 于大型非线 性显式 动力 有 限元 程 序 Ｌ —Ｄ Ａ 对 基 Ｓ ＹＮ
ｗｅ ｅ ａ ｓ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｓ ｔ ａ Ｓ ｆ ａ ａ ｓ ｒ ｓｂａ ｔ ｒ ｌｏ ｍａ ｅ ｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｈ ｔ ｓ ＥＰ ｏ ｍ ｂ ｏ ｂ ｌｓ
（ ．Ｄ ｐｒｍｅ ｔ ｆ ｏｅｈ ｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ １ ｅ ａｔ ｎ ｏ Ｇｅｔｃ ｎｃ Ｅ ｇｎ ｅｉ ，Ｔｏｇｉ ｉｅｓ ｙ ａ ｎ ｎｊ Ｕｎｖｒｉ ， ｔ
Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ９ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２，Ｃｈｎ ；２． Ｋｅ Ｌａ ｏ ａｏ ｙ ｆ ｉａ Ｙ ｂ ｒ ｔｒ ｏ Ｇｅ ｔｃ ｎｉａ ａ ｄ ｏｅ ｈ ｃ ｌ ｎ
一 ０ ５ ｏ ｍ ｉ Ｒａ ｉ ｌ 段 聚 苯 乙烯 颗 粒 的 膨 胀 倍 数 决 定 ， 般 为 １ ～ ４ ｎ ｄｃ ａ Ｅｘ ａ ｄ ｄ Ｐｏ ｙ ｔ ｒ ｎ Ｆ ａ ｐ ｎ ｅ ｌｓｙ ｅ ｅ
Ｕ ｃ ｕ ｌｄＢｌｓ ｎ ｏ ｐｅ ａ ｔ
Ｗ Ｎ ｈ ｌ ｎ ， Ｈ ｉ Ａ ＧＺ ｉ ａ ｇ 一 Ｚ ＵＢ ｎ ｉ
到限制 ＿． ３ 目前较 常见 的是 空气 和水 不耦 合 爆 破 ， ］ 主 要 应 用 于 对爆 破 效 果 有 特 殊要 求 的工 程 中 ， 光 面 如 爆破 和预 裂 爆破 等． 不耦 合 装 药 爆 破 能延 长炸 药 应 力波 的作 用时 间 ， 降低 炮孔 壁 的 冲击 压 力峰 值 ， 大 增 应力 波传 给 介 质 的 冲量 ， 只要 选 择 合适 的不 耦 合 系 数 和爆 破 参 数 就 能 避免 在 孔 壁 形成 压 碎 区 ， 而 提 从
ｎ ｒ ｙ ｅｆｃｉ ｌ ｖ ｓ ｗｅ ｌ ｓ ｒ ｄ ｃｎ ａ ｇ ｄ ｚ ｎ ｒ ｕ ｄ 初 始 密 度 分 别 为 １ 。 ，２ ． ，２ ． ｇ・ｍＩ 的 聚 苯 乙 烯 ｅ ｅ ｇ ｆｅ ｔ ｅｙ，ａ ｌ ａ ｅ ｕ ｉ ｇ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｅ ａ ｏ ｎ ２ ０ １ ０ ７ ０ｋ ３
Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｃ ｅ ｅ ｍｅ ｉ ｍ ；ＥＰ ｏ ｍ ；ｕ ｃ ｕ ｌｄ ｃ ａ ｇ ； ｙ ｗｏ ｄ ：ｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｕ Ｓｆａ ｎ ｏ ｐｅ ｈ ｒ ｅ ｅ ｅ ｇ ｂ ｏ ｐ ｉ ｎ；ｎ ｍｅ ｉ ｌ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｒ ｙａ ｓ ｒ ｔ ｏ ｕ ｒｃ ａｙ ｉ ａ ａ
收稿 日期 ： ０ １ ５ ０ ２ １－０－１ 基金项 目： 国家 自 然科学基金（ １ ７ １ ５６ １９ ６ ） 教育部新世纪优秀人才支持计划（ ｃ Ｔ—Ｏ —０ ２ ） 中央高 校基 本科研业务 费专 ５ １ ４４ ， １７ ０ ２ ； Ｎ Ｅ ８ ５５ ； 项 资金 ； 光华同济大学土木工程学 院基金 ； 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室青年学者 自主研究基金 第一作者 ： 王志亮 （９ ９ ）男 ， １６ ， 博士生导师 ， 工学博 士， 主要研究方 向为岩石动力学 与岩土工程安全性等．
（Ｐ） Ｅ ｓ 泡沫作充填材料 的径 向不耦合 爆破进 行数值模 拟． 分
析 了在嵌入不 同密度 Ｅ Ｓ泡沫 下混凝 土爆 破 中的损伤 以及 Ｐ 孔壁周 围压力 、 速度和加 速度 的分布 与衰 减规 律 ， 与水 不 并
Ｅ Ｓ泡 沫 可 以有 效 地 吸 收爆 炸 能 量 ， 小 孔 壁 周 围混 凝 土 的 Ｐ 减
ａ ｃ ｌ ｒ ｔｏ ｆ ｐ ｒ ｉｌ ｓ ａ ｏ ｎ ｈ ｌｓｈ ｌ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｃ ｅｅ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｔｃｅ ｒ ｕ ｄ ｔ ｅ ｂ ａ ｔ ｏｅ ｗｅ ｅ ａ ａｙ ｅ ．
Ｉ ａ ｄ ｔ ｎ。 ｔ ｅ ｏ ａ ｉｏ ｓ ｅ ｗｅ ｎ ｈ ｒ ｄｃ ｌ ｏ ｍ ｎ ｄ ｉｏ ｉ ｈ ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｂ ｔ ｅ ｔ ｅ ａ ｉ ｆ ａ ａ ｕ ｃ ｕ ｌ ｄ ｂ ａ ｔｗｉ ａ ｉ １ ｉ ａ ｄ ｗａ ｅ ｎ ｏ ｐ ｅ ｓ ｓ ｎ ｏ ｐ ｅ ｌ ｓ ｔ ｔ ｒ ｄｃ ｒ ｎ ｔ ｒ ｕ ｃ ｕ ｌ ｄ ｃ ｅ ｈ ｈｅ ａ ａ ａ
ｋ ｍ－［ ． 度是 其一 个 重 要 指 标 ， 项 力 学 性 能 ｇ・ ３］密 １ 各 几 乎与 它 的密度成 正 比关系 Ｌ ． ２ ｊ 随着 经 济建 设 的 不 断 发展 ， 量 基 础 设 施 在 全 大
国各地 兴建 ． 山开 采 、 木 交 通 、 利 水 电乃 至军 矿 土 水 事 防 御 工程 的修 建 都 离不 开 大 量 土 石方 的开 挖 ， 这
Ｗ ｉｈ ｔ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｆＰ ，Ｅ ｏ ｍ ａ ｅ ｓｃ ｐ ｃｔ ｆ ｎ ｒ ｙ ｔ ｈ ｒ ａ ｏ ０ ＰＳ ｆ ａ ｈ ｓ ｌｓ ａ ａ ｉ ｏ ｅ ｇ ｎ ｅ ｙ ｅ
ｂ ｐｉ ｉｒｔ ｎａ ｅ ｕ ｔ ｎ Ｂ ｄｕｔ ｔ ｅ ｏ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｈ ｍｅ ｏ ｔ 耦合 以及空气不耦合爆破的数值模拟 结果进行 了对 比， 发现 ａ ｓｒｔ ｎａ ｄｖｂａ ｏ ｔｎ ａ其 Ｅ Ｓ泡沫初始密度 对混凝 土损 伤影响
较 大 ， 着 的增 大 ， Ｐ 随 Ｅ Ｓ泡 沫 吸 能减 振 功 效 变 得 相 对 不 明
ｂａ ｔ ｃ ｓ ，ｔ ｅ ｖ ｌ ｅ ｏ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｂ ｅ ｓ ｔ ａ ． ｌｓ ｏ ｔ ｈ ａ ｕ ｆ Ｋｄ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ｅ ｌｓ ｈ ｎ ２ ０ ｗｈ ｎ ｕ ｉ ｇ ＥＰ ｆ ａ ａ ｉ ｉ ｇ ｅ ｓｎ Ｓ ｏ ｍ ｓ ｆ ｌ ｍａ ｅ ｉ １ Ｔｈ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ｓ ｌｎ ｔ ｒａ ． ｅ ｏ ｃｕ ｉ ｎ
第４ 第７ Ｏ卷 期 ２１ ０ ２年 ７月
同 济 大 学 学 报（ 然 科 学 版） 自 ＪＵ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｇ Ｉ Ｎｖ Ｒ ＩＹＮ ， Ｏ Ｒ Ａ ＦＴ Ｎ ＪＵ ＩＥ ＳＴ （ Ａ 丌ｍＡ，ＣＥ Ｃ ） ＩＳ ＩＮ Ｅ
Ｖ０ ． ０ Ｎｏ ７ １４ ．
Ｊ１ ０ ２ ｕ．２ １
满 整个 药室 空 间 ， 因单 耗 大 、 轰 初 压 过 高 、 围 其 爆 周
介 质 易 于 被粉 碎 、 爆破 振 动 幅 值 大 等缺 点 而 应 用 受
ｒｄｃ ｌ ｎ ｏ ｐｅ ｌｓ ｌ ｄｗｉ ｘ ａ ｄ ｄｐ ｔｓｙ ｅ ｅ （ Ｓ ａ ｉ ｃ ｕ ｌｄｂａ ｔ ｉｅ ｔ ｅ ｎ ｅ ｏｙ ｔｒ ｎ ＥＰ ） ａ ｕ ｆｌ ｈ ｐ ｆａ ｏ ｈ ｅ ｎｔａ ｄ ｎ ｉｉｓ（ ２ ０，２ ． ｏ ｍ ｆｔ ｒｅ ｉｉ １ ｅ ｓｔ ｉ ｅ １． １ Ｏ，２ ． ｇ ・ｍ ） ７ ０ｋ
同可分 为“ 合 ” “ 耦 合 ” 药． 者 是 指 炸 药 充 耦 和 不 装 前
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｂａｅ ｎ ｔｅ ｌｒ ｅｓａｅ ｆｎｔ ｌｍｅ ｔｃ ｄ Ｓ ｓｄ ｏ ｈ ａ ｇ ．ｃ ｌ ｉｉｅ ｅｅ ｎ ｏ ｅ Ｌ －
ＤＹ ＮＡ ｔ ｘ ｉｉ ｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｎ ｈ ｕ ｒｃ １ ｉ ｌｔ ｎ ｎ ｗｉｈ ｅ ｐｌ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔ 。ｔ ｅ ｎ ｍｅ ｉａ ｍｕ ａ ｉ ｓ ｏ ｃ ｏ ｓ ｏ