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第1章 绪论 1

1.1 引言 2

1.2 国内外研究现状 5

1.2.1 相似模型试验理论与实践 5

1.2.2 台阶抛掷爆破技术的应用 9

1.2.3 爆破理论研究中的高速摄影技术 10

1.2.4 爆破理论研究中的数值模拟 13

参考文献 14

第2章 台阶抛掷爆破模型试验相似准则的建立 20

2.1 黑岱沟露天煤矿抛掷爆破技术概况 21

2.1.1 黑岱沟露天煤矿概况 21

2.1.2 高台阶抛掷爆破设计理论 26

2.2 相似基本理论 37

2.2.1 相似第一定理 37

2.2.2 相似第二定理 39

2.2.3 相似第三定理 40

2.3 台阶抛掷爆破模型试验相似准则推导 42

2.3.1 相似准则推导方法 42

2.3.2 模型试验相似准则推导 44

2.4 台阶抛掷爆破模型试验相似常数的选取 48

2.4.1 模型试验的材料相似 48

2.4.2 模型试验的几何相似 49

2.4.3 模型试验的爆破动力相似 50

2.5 模型试验的畸变 51

2.6 本章小结 52

参考文献 53

第3章 台阶抛掷爆破模型试验相似材料的选择 57

3.1 黑岱沟露天煤矿被爆岩石物理力学性质 58

3.1.1 现场的岩性特征 58

3.1.2 模拟岩体的物理力学性质 60

3.2 台阶抛掷爆破模型试验的材料选择 61

3.2.1 相似材料的选择原则 61

3.2.2 模型所需材料的确定 62

3.3 相似材料的选配 63

3.3.1 相似材料的强度范围确定 63

3.3.2 相似材料的配比设计 65

3.4 相似材料试件的物理力学性能测定 66

3.4.1 试件制作 66

3.4.2 物理力学性能测定及结果 68

3.5 爆破漏斗模型试验 80

3.5.1 爆破漏斗试验基本原理 80

3.5.2 爆破漏斗模型制作 85

3.5.3 爆破漏斗测试 87

3.6 台阶抛掷爆破模型试验相似材料的确定 94

3.6.1 试验结果分析 95

3.6.2 模型相似材料的确定 104

3.7 本章小结 105

参考文献 105

第4章 主要爆破参数对抛掷爆破效果影响的模型试验 108

4.1 相似模型试验方案设计 109

4.1.1 主要爆破参数设计 109

4.1.2 追踪点制作 111

4.1.3 模具制作 112

4.1.4 水泥砂浆模型的浇筑 112

4.1.5 试验现场布置 113

4.1.6 标准试件的物理力学性质测试 114

4.2 炸药单耗对抛掷效果的影响规律 116

4.2.1 模型试验 116

4.2.2 试验结果分析 119

4.3 最小抵抗线对抛掷效果的影响规律 120

4.3.1 模型试验 120

4.3.2 试验结果分析 123

4.4 炮孔倾斜角度对抛掷效果的影响规律 125

4.4.1 模型试验 125

4.4.2 试验结果分析 127

4.5 孔距、排距对抛掷效果的影响规律 129

4.5.1 模型试验 129

4.5.2 试验结果分析 133

4.6 延期时间对抛掷效果的影响规律 135

4.6.1 电子雷管及其起爆系统简介 136

4.6.2 模型试验 138

4.7 相似模型试验结果分析 140

4.8 超动态应力应变测试技术在相似模型试验中的应用 142

4.8.1 电阻应变片工作原理 143

4.8.2 电桥测量的基本原理 144

4.8.3 电阻应变计制作及预埋设 145

4.8.4 TopView2000采集参数设置及结果分析 148

4.9 本章小结 154

参考文献 155

第5章 相似模型爆破试验中的高速摄影观测 159

5.1 高速摄影观测基本原理 160

5.1.1 高速摄影技术简介 160

5.1.2 高速摄影的分类 162

5.1.3 数字式高速摄影系统原理 164

5.1.4 高速摄影机的基本性能参数 166

5.1.5 高速摄影机基本参数的确定 167

5.2 爆破漏斗模型试验中的高速摄影观测 175

5.2.1 高速摄影观测方案 175

5.2.2 高速摄影观测结果 176

5.3 抛掷爆破模型试验中的高速摄影观测 182

5.3.1 高速摄影观测方案 182

5.3.2 高速摄影观测结果 187

5.4 本章小结 197

参考文献 198

第6章 相似模型爆破试验中的数值模拟 200

6.1 数值模拟概述及LS-DYNA算法选择 201

6.1.1 数值模拟概述 201

6.1.2 LS-DYNA算法选择 203

6.2 爆破漏斗模型试验中的数值计算 205

6.2.1 数值计算过程 206

6.2.2 数值计算结果 207

6.3 台阶模型试验中的数值计算 212

6.3.1 数值计算过程 212

6.3.2 数值计算结果 216

6.4 本章小结 230

参考文献 231