一种适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于爆破领域，主要涉及一种适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方 法。
【背景技术】
[0002] 地基处理中，地下粧的爆破扩腔，起到挤压密实粧基周围介质，增大粧洞尺寸，减 小挖掘工作量的目的；边坡爆破整形处理技术中缓坡台阶爆破时，采用多次爆破扩腔增大 炮孔下部的装药量，使炸药的爆炸能在待爆岩体内得到均匀分布，一次性进行剥离削顶；
[0003] 爆破挤淤技术作为挤淤置换法的一种，近年来得到了迅速的发展。爆破挤淤技术 最初称为"爆炸排淤填石法"，就是在抛石体外缘一定距离和深度的淤泥质软基中埋放药包 群，起爆瞬间在淤泥中形成空腔，抛石体随即坍塌充填空腔形成"石舌"，达到置换淤泥的 目的。经多次推进爆破，即可达到最终置换要求。该方法可用于防波堤、护岸、沿海贮灰场 围堤、围海造地以及沿海养殖围堤等水工工程的淤泥质软基处理。由于该技术与常规施工 工艺相比，不需要大型施工机械和复杂的施工技术，消耗人力少，既能缩短工期又能节约投 资，其应用范围越来越广，在铁路、高速公路、港口、机场、核电站等建设中都发挥了重要作 用。对爆破挤淤的机理研究，目前尚无统一认识，需要进一步研究。
[0004] 爆腔广泛用于药壶爆破扩腔、淤泥挤压爆破、软土爆破压密和建造大型建筑物的 基础、地下仓库、防卫掩体等。由于爆腔应用价值大，已有不少学者对爆腔的形成进行了大 量的研究。以炸药为能源的土壤中爆炸形成空腔，其成型模型较多。这是因为土是矿物颗 粒、水和空气组成的一种三相介质，土的结构很复杂，种类也非常多，并各有自相应的爆炸 变形规律。甚至对于同一种土质，在不同条件（例如孔隙中水和气体含量）下，也遵循不同 的变形规律。因此，不同的地质条件，爆腔形成过程的差异很大。目前，采用爆腔体积用剖 面法和注水法两种方法测量，其误差较大，观察不到扩腔的动态过程，且不利于爆破实验数 据的采集。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监 测方法，有效的解决了现有技术中难以观察到爆破扩腔的动态过程，且测量误差大，不利于 爆破实验数据的采集的缺陷。
[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种适用于软介质爆破鼓包与爆腔运 动的监测方法，包括如下步骤：
[0007] 第一步：爆破介质造型，具体为，采用软介质堆积进行夯实、造型，得到待爆模拟介 质，并采用标准贯入试验测试待爆模拟介质的密实度，使得该待爆介质的密实度与实际待 测的软介质的密度相匹配（即为相等），其中待测软介质为淤泥、软土等地质结构；
[0008] 第二步：在上述第一步中得到的待爆模拟介质一侧设置观察窗，并在观察窗前布 置监测记录设备；
[0009] 第三步：钻孔埋药，具体为：
[0010] 步骤si :在待爆模拟介质的表面垂直向下进行钻孔；
[0011] 步骤S2 :由步骤si的钻孔向待爆模拟介质内部放置炸药，同步测量埋药深度W、及 炸药距上述第二步中观察窗的水平距离d ;
[0012] 步骤S3 :填充上述钻孔并夯实；
[0013] 第四步：爆破监测，具体为：起爆上述第三步中的炸药，同步通过第二步中观察窗 前的监测记录设备对爆炸扩腔、鼓包运动、抛掷过程进行监测，测量获取爆腔半径r、鼓包半 径Rl ;
[0014] 第五步：数据处理，具体为：根据上述第三步及第四步得到的数据，计算得到实际 爆腔半径R和抵抗线压缩量Λ W，并得到压缩比I。
[0015] 本发明的有益效果是：该方法施工简单、工期短、费用省，利于观察爆腔运动及爆 破鼓包的过程，测量结果准确，便于研究人员对爆腔运动进行研究。
[0016] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0017] 进一步，上述软介质为砂土。
[0018] 采用上述进一步方案的有益效果是便于实验造型及实验。
[0019] 进一步，在上述实际爆腔半径的计算中，利用公式
确定实际爆腔半径 R0
[0020] 采用上述进一步方案的有益效果是可精确测量爆腔半径。
[0021] 进一步，在上述抵抗线压缩量的计算中，利用公式AW = W-(R1-R)确定抵抗线压 缩量ΛΙ
[0022] 采用上述进一步方案的有益效果是可精确测量抵抗性压缩量。
[0023] 进一步，在上述压缩比的计算中，利用公式I = AW/W确定压缩比。
[0024] 采用上述进一步方案的有益效果是可精确测量得到压缩比。
【具体实施方式】
[0025] 以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限 定本发明的范围。
[0026] 实施例：本发明的适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法，包括如下步 骤：
[0027] 第一步：爆破介质造型，具体为，采用软介质堆积进行夯实、造型，得到待爆模拟介 质，并采用标准贯入试验测试待爆模拟介质的密实度，使得该待爆介质的密实度与实际待 测的软介质的密度相匹配（即为相等），其中待测软介质为淤泥、软土等地质结构；
[0028] 第二步：在上述第一步中得到的待爆模拟介质一侧设置观察窗，并在观察窗前布 置监测记录设备；
[0029] 第三步：钻孔埋药，具体为：
[0030] 步骤si :在待爆模拟介质的表面垂直向下进行钻孔；
[0031] 步骤s2 :由步骤si的钻孔向待爆模拟介质内部放置炸药，同步测量埋药深度W、及 炸药距上述第二步中观察窗的水平距离d ;
[0032] 步骤s3 :填充上述钻孔并夯实；
[0033] 第四步：爆破监测，具体为：起爆上述第三步中的炸药，同步通过第二步中观察窗 前的监测记录设备对爆炸扩腔、鼓包运动、抛掷过程进行监测，测量获取爆腔半径r、鼓包半 径Rl ;
[0034] 第五步：数据处理，具体为：根据上述第三步及第四步得到的数据，计算得到实际 爆腔半径R和抵抗线压缩量Λ W，并得到压缩比I。
[0035] 上述软介质为砂土。
[0036] 在上述实际爆腔半径的计算中，利用公式
确定实际爆腔半径R。
[0037] 在上述抵抗线压缩量的计算中，利用公式AW = W-(R1-R)确定抵抗线压缩量Λ W。
[0038] 在上述压缩比的计算中，利用公式I = AW/W确定压缩比。
[0039] 本发明的爆腔运动的数据如下：
[0040] 爆源距玻璃的垂直距离d = 5cm
[0041] 1、爆源深度 w = 12. 5cm，时间间隔 t = 0· 004s
[0044] 2、爆源深度w = 15cm，时间间隔t
= 0· 004s
[0045]
[0046] 上述中抵抗线压缩量只是实验中抵抗线的变化值，不能用来作为衡量压缩程度， 反映压缩程度的量应为压缩比，即单位长度上介质的变化量，根据压缩比和监测的鼓包运 动数据，该值可以估算相同介质、相同密实度条件下爆腔的尺寸变化，也可以通过压缩比的 变化曲线反映气体做功与逃逸的过程；当计算得到的压缩量增加时，表明抵抗线方向的介 质受冲击压缩向上运动，当压缩量开始下降，表明压缩的介质开始开裂扩容，气体即将逃 逸。
[0047] 本发明的适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法施工简单、工期短、费用 省，能有效的对爆腔运动进行监测。
[0048] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法，其特征在于：包括如下步骤： 第一步：爆破模拟介质造型，具体为：采用软介质堆积进行夯实、造型，得到待爆模拟 介质； 第二步：在上述第一步得到的待爆模拟介质一侧设置观察窗，并在观察窗前布置监测 记录设备； 第三步：钻孔埋药，具体为： 步骤Sl :在待爆模拟介质的表面垂直向下进行钻孔； 步骤S2 :由步骤Sl的钻孔向待爆模拟介质内部放置炸药，同步测量埋药深度W、及炸药 距上述第二步中观察窗的水平距离d ; 步骤s3 :填充上述钻孔并夯实； 第四步：爆破监测，具体为：起爆上述第三步中的炸药，同步通过第二步中观察窗前的 监测记录设备对爆炸扩腔、鼓包运动、抛掷过程进行监测，测量获取爆腔半径r、鼓包半径 Rl ； 第五步：数据处理，具体为：根据上述第三步及第四步得到的数据，计算得到实际爆腔 半径R和抵抗线压缩量Λ W，并得到压缩比I。2. 根据权利要求1所述的适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法，其特征在 于：所述软介质为砂土。3. 根据权利要求1或2任一项所述的适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法， 其特征在于：在所述实际爆腔半径的计算中，利用公式确定实际爆腔半径R。4. 根据权利要求3所述的适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法，其特征在 于：在所述抵抗线压缩量的计算中，利用公式AW = W-(R1-R)确定抵抗线压缩量Λ W。5. 根据权利要求4所述的适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法，其特征在 于：在所述压缩比的计算中，利用公式I = AW/W确定压缩比。
【专利摘要】本发明涉及爆破领域，主要涉及一种适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法，包括：第一步：爆破模拟介质造型；第二步：在上述第一步得到的待爆模拟介质一侧设置观察窗，并在观察窗前布置监测记录设备；第三步：钻孔埋药；第四步：爆破监测；第五步：数据处理。本发明的适用于软介质爆破鼓包与爆腔运动的监测方法施工简单、工期短、费用省，能有效的对爆腔运动进行监测。
【IPC分类】G06F19/00, F42D1/08
【公开号】CN105160144
【申请号】CN201510341385
【发明人】吴亮, 鲁帅, 许锋, 李凤, 陈沛, 蔡路军, 曾国伟, 司剑峰, 蒋培, 张鹏泉, 张曾, 刘滔
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年6月18日