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1 爆炸与冲击效应1

1.1 炸药爆炸的主要特征1

1.2 爆炸与冲击效应1

1.2.1 空中爆炸2

1.2.2 地下爆炸（岩石）2

1.2.3 水下爆炸3

2 炸药爆轰的基本理论5

2.1 爆轰波的CJ理论5

2.2 爆轰波的ZND模型7

2.2.1 ZND爆轰波模型7

2.2.2 ZND模型爆轰波反应区内的定常解8

2.3 炸药爆轰参数计算9

2.3.1 凝聚炸药爆轰参数计算9

2.3.2 凝聚炸药爆轰参数NMQ计算方法10

3 空气介质中的应力波传播13

3.1 空气介质中应力波的产生13

3.2 空气介质一维流动基本方程16

3.2.1 欧拉型基本方程组16

3.2.2 拉格朗日型基本方程组18

3.3 空气介质一维流动基本方程的物理意义19

4 水介质中的冲击波传播25

4.1 引言25

4.2 水中爆炸宏观现象25

4.2.1 水中爆炸特征25

4.2.2 水中爆炸过程26

4.3 水击波传播基本理论27

4.3.1 流体运动基本方程27

4.3.2 水击波参数计算28

4.3.3 水介质的传能机理30

4.3.4 水的缓冲和水楔作用30

4.3.5 气泡半径的理论计算31

4.4 水击波传播规律的试验研究32

4.5 水下工程爆破33

4.5.1 水下钻孔爆破33

4.5.2 围堰拆除与岩塞爆破34

4.5.3 爆破挤淤34

5 固体介质（岩石）中的爆炸应力波传播35

5.1 概述35

5.2 一维应力波控制方程组36

5.2.1 基本假设36

5.2.2 一维连续波控制方程组37

5.2.3 波动方程38

5.2.4 一维间断应力波阵面上的守恒方程39

5.3 波动方程特征线解法41

5.4 直杆中的弹性应力波43

5.5 弹性波的相互作用46

5.5.1 弹性波的叠加原理46

5.5.2 弹性波在自由端和固定端的反射47

5.6.3 弹性波在界面上的反射和透射48

5.6 应力波引起的断裂50

5.6.1 层裂现象50

5.6.2 角裂现象52

6 岩土介质中的爆炸作用54

6.1 单个药包在岩土介质中爆炸的内部作用54

6.1.1 岩石爆破破碎机理54

6.1.2 岩石爆破破碎分区55

6.2 单个药包在岩土介质中爆炸的外部作用56

6.2.1 药包埋置深度57

6.2.2 爆破漏斗57

6.2.3 爆破作用指数及爆破作用分类58

6.3 成组药包在介质中的爆破作用59

6.4 装药量计算公式60

6.4.1 影响爆破效果的因素61

6.5 岩体中传播的冲击波63

6.5.1 岩体内冲击波参数63

6.5.2 冲击波的衰减64

7 一个自由面爆破条件下岩石内部的应力状态65

7.1 炸药爆炸炮孔孔壁压力计算65

7.1.1 炮孔孔壁峰值压力计算65

7.1.2 孔壁压力与时间的变化规律66

7.2 岩石爆破破碎机理66

7.3 爆炸应力波引起的应力状态分析67

7.3.1 爆炸应力波引起的位移67

7.3.2 爆炸入射纵波引起的应力场68

7.3.3 爆炸反射纵波引起的应力场68

7.3.4 爆炸反射横波引起的应力场69

7.3.5 应力波传播过程中岩石内的应力状态70

7.4 爆炸气体作用引起的应力场71

8 工程爆破中相似律分析73

8.1 引言73

8.2 爆破相似律的一般分析73

8.2.1 量纲分析法73

8.2.2 本问题的独立参数74

8.2.3 无量纲参数75

8.3 几何相似不成立的情况76

8.3.1 介质的初始结构和表面能76

8.3.2 π28的影响76

8.3.3 漏气效应77

8.3.4 应变率和加载率的影响78

8.3.5 重力影响78

8.4 相似律在空气爆炸中的应用78

8.4.1 爆炸空气冲击波峰值超压的计算公式78

8.4.2 爆炸空气冲击波正压作用时间计算80

8.4.3 爆炸空气冲击波比冲量计算80

8.5 相似律在水中爆炸中的应用81

8.6 相似律在岩土介质爆炸中的应用82

8.6.1 爆破振动速度计算公式推导82

8.6.2 深孔爆破振动速度计算公式84

8.6.3 深孔梯段爆破飞石距离的相似问题85

9 饱和钙质砂爆炸应力波传播衰减规律及爆炸密实特性89

9.1 引言89

9.2 爆炸应力波传播与衰减规律研究90

9.2.1 试验材料90

9.2.2 试验方案91

9.2.3 试验结果及分析92

9.3 钙质砂爆炸密实特性研究97

9.3.1 试验方案97

9.3.2 试验现象分析98

9.3.3 试验结果99

10 爆破对地面建（构）筑物振动响应的动力分析108

10.1 引言108

10.2 分析方法108

10.2.1 波动法108

10.2.2 振动法109

10.3 单质点系的地震反应分析110

10.4 多质点系地震反应分析113

10.4.1 模型假定113

10.4.2 模型建立113

10.4.3 模型方程求解114

10.5 多质点系地震反应简化为单质点系的动力计算方法116

10.6 地震荷载与结构应力计算117

10.7 爆破地震加速度标准反应谱118

10.8 建筑结构爆破地震的尺寸效应120

11 小波分析在工程爆破中的应用121

11.1 引言121

11.2 小波分析基本理论121

11.2.1 傅立叶变换121

11.2.2 小波变换122

11.2.3 小波包的概念124

11.2.4 常用的小波基函数125

11.3 爆破震动信号的小波消噪算法128

11.3.1 信号去噪方法概述128

11.3.2 应用小波分析进行信号消噪处理128

11.3.3 爆破震动信号消噪算法129

11.3.4 信号的小波消噪分析实例130

11.4 爆破震动信号的时频分析134

11.4.1 时频分析思想134

11.4.2 爆破震动信号的能量分析138

11.4.3 实例分析140

12 分形理论在工程爆破中的应用143

12.1 分形几何理论143

12.1.1 分形几何的概念143

12.1.2 分形维数143

12.1.3 分形几何在岩石力学和地球物理研究中的应用144

12.2 岩石中裂纹的分形研究144

12.3 岩石爆破块度分形研究145

12.3.1 岩石分形方法145

12.3.2 爆破块度分布的特征146

12.3.3 块度分形与裂纹分形维数的关系147

12.4 爆破振动信号的分形特征149

12.4.1 分形维数计算模型149

12.4.2 矩形盒尺寸的确定150

12.4.3 爆破振动信号的分形维数计算150

13 深厚淤泥爆破挤淤参数优化设计152

13.1 概述152

13.2 优化设计工程实例153

13.2.1 工程概况153

13.2.2 现场爆破试验153

13.2.3 爆破参数优化设计159

13.2.4 施工工艺160

13.2.5 爆破参数优化后的挤淤效果166

14 声波测试在岩体爆破损伤探测中的应用170

14.1 引言170

14.2 声波测试的基本原理170

14.3 声波测试系统组成及测试时需注意的技术要点172

14.3.1 声波测试系统组成172

14.3.2 声波测试时需注意的技术要点173

14.4 岩体爆破损伤的声波测试应用及实例175

14.4.1 岩体爆破损伤的声波测试应用175

14.4.2 岩体爆破损伤的声波测试实例177

15 工程爆破中的数值模拟技术187

15.1 概述187

15.2 运用LS-DYNA进行爆破数值模拟简介189

15.3 LS-DYNA数值模拟实例191

15.3.1 问题描述及分析思路191

15.3.2 求解步骤192

15.4 运用AUTODYN进行爆破数值模拟简介216

15.5 AUTODYN数值模拟实例218

15.5.1 问题描述及分析思路218

15.5.2 求解步骤218

参考文献237