【摘要】本文通過將鋼筋混凝土軸對稱圓管作為受爆休的水壓爆破試驗,對延長藥包水壓爆破特性進行了分析研究。結果表明:延長藥包較集中藥包應用於水壓爆破具有作用力更為均勻,爆破效果更佳的優越性。另外,歸納給出了延長藥包水壓爆破作用的若千規律以及藥量計算、幾何尺寸確定等半理論、半經驗公式,並對集中藥包應用於水壓爆破的適用範圍進行了初步定量的探討。
自70年代初期,丹麥、日本等國提出水壓爆破技術以來,它在各種容器狀結構的拆除工作中得到了廣泛的應用。然而,在其工程實踐及科學研究中,裝藥形式均為單一的集中藥包。使用這種裝藥形式進行水壓爆破,我們可以找到比較滿意的工程設計方法。但是,集中藥包水壓爆破有缺陷,其中較為突出的問題是受爆體破碎的不均勻性,對於結構的長徑比或最長邊與最短邊之比較大的柱殼類受爆體,這種現象就更為嚴重。我們認為產生這種情況的主要原因是藥包形式選擇不當,若要解決這一問題須改變裝藥形式,用延長藥包代替集中藥包進行水壓爆破來拆除柱殼類容器狀結構,這正是將延長藥包水壓爆破特性作為我們研究對象的根據所在。
1集中與延長兩種裝藥結構在水壓爆破中的對比試驗
為了清楚地了解兩種裝藥形式水壓爆破特性的區別,進而找出解決集中藥包水壓爆破受爆體破碎不均勻這個問題的途徑,采用集中與延長兩種裝藥形式,對同一類型的受爆體進行了對比性試驗。對比內容包括:受爆體的破碎塊度分布,破口寬度及裂縫條數(包括由環向拉應力引起的縱向裂縫和縱向作用力、剪切力等引起的環向裂縫)的變化規律。飛石距離的變化情況。管外壁環向動應變的縱向分布。受爆體破裂速度及鼓包運動形態。試驗用受爆體為軸對稱鋼筋混凝土圓管,具體試驗過程為:將圓管垂直立於大地上,下端埋入土中,底麵用混凝土抹平封堵,形成上端開口的一個盛水容器,充滿水,藥包通過上端口橫架杆垂直吊掛水中,其中心或軸線重合在圓管軸線上。
1.1等藥量、改變藥包長徑比條件下的試驗結果
保持試驗用藥量恒定,變化藥包長徑比職,其變化範圍為職4~217,使裝藥形式由集中轉化為延長,在此條件下,我們由試驗看到,隨著藥包長徑比的加大,亦即隨著藥包由集中向延長的轉化有以下結果:
結構的破碎塊度趨於均勻,大塊尺寸降低,破碎狀況明顯好轉。破口寬度保持穩定上升,且其關係曲線呈直線型,即破壞範圍線性增大。縱向開裂數目增加,環向開裂數目下降,由於環向拉應力造成的破壞加劇,由其他分布不均的縱向作用力、剪切力等引起的破壞減輕。
最大飛石距離減少,爆破安全性得到一定的提高。
1.2藥量、藥包長徑比均變化下的試驗結果
總裝藥量和藥包長徑比均變化,而延長藥包的單位長度裝藥量吸保持恒定,在集中藥包與延長藥包對應試驗點藥量一致的條件下,對比觀察發現,兩種裝藥形式的作用形態隨著藥量的增加有以下結果:
破口寬度在集中藥包作用下呈曲線上升,初始階段較快,當藥量達到某一數值後,上升速度減慢並漸趨穩定,表明其破壞範圍對於固定結構是一個固定量或破壞長度與結構內徑之比是一個常量,在延長藥包作用下呈直線上升,隻要藥包單位長藥量滿足破碎結構的要求,其破壞範圍始終保持線性增加,沒有趨於穩定的任何跡象。