针对废旧固体推进剂绿色、安全、高效处理的问题,设计了废旧HTPB固体推进剂转化制备乳化炸药的基础配方,以实现资源化再利用的目的.假定化学式和撰写爆炸反应方程式,建立目标函数,根据工业炸药的一般性能确定约束条件,规划求解后得到转化制备的乳化炸药的最佳配方,并对不同固体推进剂添加量下转化制备的乳化炸药的爆热、爆速、爆温、爆容进行了理论计算.结果表明:当固体推进剂质量分数为24.62％、乳化基质质量分数为75.38％时,转化制备的乳化炸药的综合性能最佳,理论爆热为3351.935 kJ/kg,爆速为5182.02 m/s,爆温为2728.81 K,爆容为919.59 L/kg.为废旧固体推进剂的资源化再利用提供了理论参考.
为分析装药中部不同空气间隔位置对炮孔孔壁受力的影响,以Starfield迭加法为基础,得出中部空气间隔装药爆破时整段孔壁上的冲击压力计算公式.在ANSYS-DYNA中建立多组不同中部空气间隔位置的计算模型,对孔壁及周围岩体的受力和损伤度进行分析.最后,进行现场爆破实验,使用WipFrag软件对碎石块度分布的变化规律进行分析.结果表明:中部空气间隔装药爆破时,孔壁压力整体呈现两端大、中间小的分布特征,装药段孔壁受到的冲击压力达到最大,冲击波以8字型向炮孔周围传播.当空气间隔位置在装药段中点时,上、下段药柱周围岩体受力大致相等,碎石块度相对均匀.因此,垂直台阶进行露天爆破开采时,为降低大块和粉料的产生率,空气柱上、下段可进行等比例装药,倾斜边坡可以适当向上调整空气间隔位置.
在隧道开挖过程中,对隧道掌子面爆破工程进行风险因子的识别及评价,可以达到评价整个隧道施工安全风险的目的.以石柱至黔江高速公路万寿山隧道为研究对象,从影响隧道爆破安全的角度出发,确定4个一级指标和14个二级指标.然后,结合模糊理论和改进灰色关联度分析方法,建立了模型矩阵以及模糊互补矩阵,确定了各因子的权重和矩阵特征向量.最后,再运用模糊理论多层次分析方法对隧道爆破施工风险开展评价,确定了各风险分级.结果表明:各因子的权重由大至小依次为掌子面爆破、爆破管理、地质条件、爆破设计.同时,隧道爆破风险综合等级为高风险;各一级指标中,地质条件为高风险,掌子面爆破为极高风险,爆破管理和爆破设计为中风险.基于风险类型和风险评价结果,可制定分级管控措施及北斗一体化监测系统方案,实时了解隧道围岩变形情况,实行风险分级管控,为隧道开挖动态施工的安全提供保障.
依托京张高铁某交叉隧道工程,研究既有隧道二次衬砌在下部隧道爆破载荷作用下的动力响应特征.基于萨道夫斯基公式,以隧道交叉断面为界,研究交叉点分别位于掌子面前方及后方时对应的爆破振动峰值速度及振动主频率的衰减规律.为了弥补现有爆破安全规程中分段考虑频率影响方法的不足,通过回归分析的方式得到爆破振动峰值速度与主频率之间的数学关系,定量考虑爆破振动频率对爆破振动响应特征的影响.计算结果表明,综合考虑爆破振动频率与既有隧道自振频率的影响,优化计算得到的爆破振动峰值速度vPPS小于实测振动数据vPP.针对本交叉隧道爆破工程,下部隧道爆破施工对既有隧道的振动影响在可控范围内.
能否采用水悬浮工艺制备聚合物黏结炸药(PBX),一般需要多次试验后对炸药/黏结剂体系进行判断.测试了不同浓度的氟橡胶(F2603)溶液与奥克托今(HMX)、1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)的接触角,计算了HMX、FOX-7与不同浓度的F2603溶液、7％乙酸乙酯@水的黏附功,分析了黏结剂溶液浓度变化对成粒的影响.结果表明:HMX与质量分数14％的F2603溶液的黏附功大于HMX与7％乙酸乙酯@水之间的黏附功,HMX可以黏结成粒;FOX-7与不同浓度F2603溶液的黏附功均小于FOX-7与7％乙酸乙酯@水之间的黏附功,FOX-7无法黏结成粒.经试验验证,计算结果与实际成粒情况一致.
