一種適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于爆破領域，主要涉及一種適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方 法。
【背景技術】
[0002] 地基處理中，地下粧的爆破擴腔，起到擠壓密實粧基周圍介質，增大粧洞尺寸，減 小挖掘工作量的目的；邊坡爆破整形處理技術中緩坡臺階爆破時，采用多次爆破擴腔增大 炮孔下部的裝藥量，使炸藥的爆炸能在待爆巖體內得到均勻分布，一次性進行剝離削頂；
[0003] 爆破擠淤技術作為擠淤置換法的一種，近年來得到了迅速的發展。爆破擠淤技術 最初稱為"爆炸排淤填石法"，就是在拋石體外緣一定距離和深度的淤泥質軟基中埋放藥包 群，起爆瞬間在淤泥中形成空腔，拋石體隨即坍塌充填空腔形成"石舌"，達到置換淤泥的 目的。經多次推進爆破，即可達到最終置換要求。該方法可用于防波堤、護岸、沿海貯灰場 圍堤、圍海造地以及沿海養殖圍堤等水工工程的淤泥質軟基處理。由于該技術與常規施工 工藝相比，不需要大型施工機械和復雜的施工技術，消耗人力少，既能縮短工期又能節約投 資，其應用范圍越來越廣，在鐵路、高速公路、港口、機場、核電站等建設中都發揮了重要作 用。對爆破擠淤的機理研究，目前尚無統一認識，需要進一步研究。
[0004] 爆腔廣泛用于藥壺爆破擴腔、淤泥擠壓爆破、軟土爆破壓密和建造大型建筑物的 基礎、地下倉庫、防衛掩體等。由于爆腔應用價值大，已有不少學者對爆腔的形成進行了大 量的研究。以炸藥為能源的土壤中爆炸形成空腔，其成型模型較多。這是因為土是礦物顆 粒、水和空氣組成的一種三相介質，土的結構很復雜，種類也非常多，并各有自相應的爆炸 變形規律。甚至對于同一種土質，在不同條件（例如孔隙中水和氣體含量）下，也遵循不同 的變形規律。因此，不同的地質條件，爆腔形成過程的差異很大。目前，采用爆腔體積用剖 面法和注水法兩種方法測量，其誤差較大，觀察不到擴腔的動態過程，且不利于爆破實驗數 據的采集。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監 測方法，有效的解決了現有技術中難以觀察到爆破擴腔的動態過程，且測量誤差大，不利于 爆破實驗數據的采集的缺陷。
[0006] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運 動的監測方法，包括如下步驟：
[0007] 第一步：爆破介質造型，具體為，采用軟介質堆積進行夯實、造型，得到待爆模擬介 質，并采用標準貫入試驗測試待爆模擬介質的密實度，使得該待爆介質的密實度與實際待 測的軟介質的密度相匹配（即為相等），其中待測軟介質為淤泥、軟土等地質結構；
[0008] 第二步：在上述第一步中得到的待爆模擬介質一側設置觀察窗，并在觀察窗前布 置監測記錄設備；
[0009] 第三步：鉆孔埋藥，具體為：
[0010] 步驟si :在待爆模擬介質的表面垂直向下進行鉆孔；
[0011] 步驟S2 :由步驟si的鉆孔向待爆模擬介質內部放置炸藥，同步測量埋藥深度W、及 炸藥距上述第二步中觀察窗的水平距離d ;
[0012] 步驟S3 :填充上述鉆孔并夯實；
[0013] 第四步：爆破監測，具體為：起爆上述第三步中的炸藥，同步通過第二步中觀察窗 前的監測記錄設備對爆炸擴腔、鼓包運動、拋擲過程進行監測，測量獲取爆腔半徑r、鼓包半 徑Rl ;
[0014] 第五步：數據處理，具體為：根據上述第三步及第四步得到的數據，計算得到實際 爆腔半徑R和抵抗線壓縮量Λ W，并得到壓縮比I。
[0015] 本發明的有益效果是：該方法施工簡單、工期短、費用省，利于觀察爆腔運動及爆 破鼓包的過程，測量結果準確，便于研究人員對爆腔運動進行研究。
[0016] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0017] 進一步，上述軟介質為砂土。
[0018] 采用上述進一步方案的有益效果是便于實驗造型及實驗。
[0019] 進一步，在上述實際爆腔半徑的計算中，利用公式
確定實際爆腔半徑 R0
[0020] 采用上述進一步方案的有益效果是可精確測量爆腔半徑。
[0021] 進一步，在上述抵抗線壓縮量的計算中，利用公式AW = W-(R1-R)確定抵抗線壓 縮量ΛΙ
[0022] 采用上述進一步方案的有益效果是可精確測量抵抗性壓縮量。
[0023] 進一步，在上述壓縮比的計算中，利用公式I = AW/W確定壓縮比。
[0024] 采用上述進一步方案的有益效果是可精確測量得到壓縮比。
【具體實施方式】
[0025] 以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限 定本發明的范圍。
[0026] 實施例：本發明的適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法，包括如下步 驟：
[0027] 第一步：爆破介質造型，具體為，采用軟介質堆積進行夯實、造型，得到待爆模擬介 質，并采用標準貫入試驗測試待爆模擬介質的密實度，使得該待爆介質的密實度與實際待 測的軟介質的密度相匹配（即為相等），其中待測軟介質為淤泥、軟土等地質結構；
[0028] 第二步：在上述第一步中得到的待爆模擬介質一側設置觀察窗，并在觀察窗前布 置監測記錄設備；
[0029] 第三步：鉆孔埋藥，具體為：
[0030] 步驟si :在待爆模擬介質的表面垂直向下進行鉆孔；
[0031] 步驟s2 :由步驟si的鉆孔向待爆模擬介質內部放置炸藥，同步測量埋藥深度W、及 炸藥距上述第二步中觀察窗的水平距離d ;
[0032] 步驟s3 :填充上述鉆孔并夯實；
[0033] 第四步：爆破監測，具體為：起爆上述第三步中的炸藥，同步通過第二步中觀察窗 前的監測記錄設備對爆炸擴腔、鼓包運動、拋擲過程進行監測，測量獲取爆腔半徑r、鼓包半 徑Rl ;
[0034] 第五步：數據處理，具體為：根據上述第三步及第四步得到的數據，計算得到實際 爆腔半徑R和抵抗線壓縮量Λ W，并得到壓縮比I。
[0035] 上述軟介質為砂土。
[0036] 在上述實際爆腔半徑的計算中，利用公式
確定實際爆腔半徑R。
[0037] 在上述抵抗線壓縮量的計算中，利用公式AW = W-(R1-R)確定抵抗線壓縮量Λ W。
[0038] 在上述壓縮比的計算中，利用公式I = AW/W確定壓縮比。
[0039] 本發明的爆腔運動的數據如下：
[0040] 爆源距玻璃的垂直距離d = 5cm
[0041] 1、爆源深度 w = 12. 5cm，時間間隔 t = 0· 004s
[0044] 2、爆源深度w = 15cm，時間間隔t
= 0· 004s
[0045]
[0046] 上述中抵抗線壓縮量只是實驗中抵抗線的變化值，不能用來作為衡量壓縮程度， 反映壓縮程度的量應為壓縮比，即單位長度上介質的變化量，根據壓縮比和監測的鼓包運 動數據，該值可以估算相同介質、相同密實度條件下爆腔的尺寸變化，也可以通過壓縮比的 變化曲線反映氣體做功與逃逸的過程；當計算得到的壓縮量增加時，表明抵抗線方向的介 質受沖擊壓縮向上運動，當壓縮量開始下降，表明壓縮的介質開始開裂擴容，氣體即將逃 逸。
[0047] 本發明的適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法施工簡單、工期短、費用 省，能有效的對爆腔運動進行監測。
[0048] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法，其特征在于：包括如下步驟： 第一步：爆破模擬介質造型，具體為：采用軟介質堆積進行夯實、造型，得到待爆模擬 介質； 第二步：在上述第一步得到的待爆模擬介質一側設置觀察窗，并在觀察窗前布置監測 記錄設備； 第三步：鉆孔埋藥，具體為： 步驟Sl :在待爆模擬介質的表面垂直向下進行鉆孔； 步驟S2 :由步驟Sl的鉆孔向待爆模擬介質內部放置炸藥，同步測量埋藥深度W、及炸藥 距上述第二步中觀察窗的水平距離d ; 步驟s3 :填充上述鉆孔并夯實； 第四步：爆破監測，具體為：起爆上述第三步中的炸藥，同步通過第二步中觀察窗前的 監測記錄設備對爆炸擴腔、鼓包運動、拋擲過程進行監測，測量獲取爆腔半徑r、鼓包半徑 Rl ； 第五步：數據處理，具體為：根據上述第三步及第四步得到的數據，計算得到實際爆腔 半徑R和抵抗線壓縮量Λ W，并得到壓縮比I。2. 根據權利要求1所述的適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法，其特征在 于：所述軟介質為砂土。3. 根據權利要求1或2任一項所述的適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法， 其特征在于：在所述實際爆腔半徑的計算中，利用公式確定實際爆腔半徑R。4. 根據權利要求3所述的適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法，其特征在 于：在所述抵抗線壓縮量的計算中，利用公式AW = W-(R1-R)確定抵抗線壓縮量Λ W。5. 根據權利要求4所述的適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法，其特征在 于：在所述壓縮比的計算中，利用公式I = AW/W確定壓縮比。
【專利摘要】本發明涉及爆破領域，主要涉及一種適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法，包括：第一步：爆破模擬介質造型；第二步：在上述第一步得到的待爆模擬介質一側設置觀察窗，并在觀察窗前布置監測記錄設備；第三步：鉆孔埋藥；第四步：爆破監測；第五步：數據處理。本發明的適用于軟介質爆破鼓包與爆腔運動的監測方法施工簡單、工期短、費用省，能有效的對爆腔運動進行監測。
【IPC分類】G06F19/00, F42D1/08
【公開號】CN105160144
【申請號】CN201510341385
【發明人】吳亮, 魯帥, 許鋒, 李鳳, 陳沛, 蔡路軍, 曾國偉, 司劍峰, 蔣培, 張鵬泉, 張曾, 劉滔
【申請人】武漢科技大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年6月18日