爆炸动力学及其应用PDF电子书下载

第一章 应力波理论 1

1.1 热力学的基本概念 1

1.1.1 基本定律 1

1.1.2 理想气体 4

1.1.3 正压介质 5

1.2 应力波的分类 8

1.2.1 应力波的定义 8

1.2.2 应力波按应力种类的分类 9

1.2.3 应力波按应力大小的分类 10

1.2.4 表面波 14

1.3 液体和气体中的应力波 15

1.3.1 研究范围 15

1.3.2 气体和液体动力学中的强间断 15

1.3.3 动力绝热，一维运动的间断条件 18

1.3.4 气体和液体动力学微分方程 19

1.3.5 运动方程的特征线，黎曼不变量，简单波 21

1.3.6 运动方程的解 26

1.4.2.1 运动方程及其解 32

1.4.2 线性弹性波 32

1.4.1 固体的种类及其性质 32

1.4 固体中的应力波 32

1.4.2.2 弹性介质中球形药包的爆炸 35

1.4.2.3 弹性介质中圆柱形药包的爆炸 35

1.4.2.4 瑞利表面波 36

1.4.2.5 勒夫表面波 37

1.4.2.6 介质交界面上的反射与折射 38

1.4.2.7 应力波的衰减 39

1.4.3 弹塑性介质中的波 40

1.4.2.8 应力波在有限介质中的传播 40

1.4.3.1 理想弹塑性硬化介质中的波 41

1.4.3.2 塑性介质（忽略弹性变形）中的波 43

1.4.3.3 卸载时体积不变的塑性介质中的波 44

1.4.3.4 压力超过塑性限的波 44

1.4.4 对变形速率敏感的材料中的波 46

1.4.5 应力波引起的破坏 48

1.5 补充参考文献 49

2.1.2 问题的类型 50

2.1.1 爆炸的定义 50

2.1.3 内部问题 50

第二章 爆炸及其在介质中的效应 50

2.1 问题的表述 50

2.1.4 外部问题 58

2.1.5 组合问题 58

2.2 炸药的爆轰 59

2.2.1 基本关系 59

2.2.2 已反应炸药区中的参数分布 61

2.2.3 固定点和固定时刻的爆炸参数值 61

2.2.4 爆炸参数的平均值 62

2.2.5 瞬时爆炸 62

2.3.1 气态爆轰产物的膨胀 63

2.3 气态爆轰产物的喷流 63

2.3.2 药包附近气态爆轰产物的喷流 64

2.3.3 喷流图象 65

2.3.4 爆炸的一般图象，初始冲击波参数 65

2.3.5 空气中冲击波的初始参数 71

2.3.6 水中冲击波的初始参数 72

2.3.7 金属中冲击波的初始参数 74

2.4 接触爆炸产生的荷载 74

2.4.1 相对冲量 74

2.4.3 接触爆炸的总冲量 76

2.4.2 沿障碍物的冲量分布 76

2.4.4 理论的应用 77

2.5 邻近爆炸产生的荷载 78

2.5.1 气态爆轰产物喷流参数 78

2.5.2 障碍物的荷载 81

2.5.3 比冲量和总冲量 82

2.6 介质中的爆炸效应 84

2.6.1 不可压缩介质中的爆炸 84

2.6.1.1 无限介质 84

2.6.1.2 以自由表面为界的有限介质 86

2.6.1.3 爆破漏斗 87

2.6.2 可压缩介质中的爆炸 89

2.7 结构的扰动 93

2.7.1 保证扰动的条件 93

2.7.2 用接触装药剥透和切割结构 95

2.7.3 用有介质包围的接触装药剥透和切割结构 100

2.7.4 装药附近结构的扰动 103

2.8 聚能装药爆炸 105

2.8.1 基本概念和假设 105

2.8.2 会聚流理论 107

2.8.4 运动期间聚能流的变形 108

2.8.3 聚能罩的运动速率 108

2.8.5 装甲的穿透和作用在障碍物上的压力 110

2.8.6 聚能装药的效率 110

2.8.7 半球形凹面的聚能装药 111

2.8.8 侵彻各种材料障碍物的聚能流动 111

2.9 核爆炸 112

2.9.1 理想气体的基本关系 112

2.9.2 量子力学基础 113

2.9.3 辐射能量 118

2.9.4 核爆炸的基本方程和过程 120

2.1 0 补充参考文献 122

第三章 空中爆炸理论及其应用 123

3.1 爆炸波的形成 123

3.1.1 化学爆炸 123

3.1.2 核爆炸 123

3.2 无限大气中的爆炸波参数 124

3.2.1 冲击波 124

3.2.2 稀疏波 131

3.3 地面接触爆炸的冲击波参数 133

3.4 冲击波阵面上的热力学量之间的关系 133

3.5.1 正反射 134

3.5 冲击波的反射 134

3.5.2 斜反射 136

3.5.3 反射超压参数的直接公式 138

3.6 在物体表面上方的爆炸 139

3.7 冲击波对物体的作用 139

3.8 冲击波在通道、管道、坑道和竖井中的入流和传播 142

3.8.1 在进口前面爆炸时通道中冲击波的入流和传播 142

3.8.2 通道横截面变化的影响 144

3.8.3 通道的弯道和支道的影响 147

3.8.4 以隔板为终端的通道中的超压 148

3.9 补充参考文献 151

第四章 水中爆炸理论及其应用 152

4.1 爆炸波的形成 152

4.2 冲击波的传播规律 152

4.2.1 水动力学的基本关系 152

4.2.2 水动力学中的强间断 153

4.2.3 动力绝热线；一维运动的连续条件 153

4.2.4 水动力学的微分方程 154

4.3 球形装药爆炸的冲击波参数 154

4.4 圆柱形装药爆炸时的冲击波参数 156

4.5 接触爆炸的冲击波参数 157

4.6 冲击波阵面上的水动力学量之间的关系 157

4.7 冲击波的反射 159

4.8 补充参考文献 160

第五章 土中爆炸理论及其应用 161

5.1 土的组成和物理性质 161

5.1.1 土的分类 161

5.1.2 坚硬岩石和半坚硬岩石的物理力学性质 161

5.1.3.1 相图、密度和湿度 162

5.1.3 粘性土的物理力学性质 162

5.1.3.2 粘性土的变形 164

5.1.4 非粘性土的物理力学性质 170

5.2 土中爆炸的特性 179

5.2.1 无限界土体中的爆炸 179

5.2.2 有自由表面的土中的爆炸 182

5.3 爆炸波参数 183

5.3.1 土中爆炸波的传播规律 183

5.3.2 爆炸模型相似理论 186

5.3.3 岩石中爆炸波的参数 194

5.3.4.1 封闭爆炸 199

5.3.4 土体中爆炸波的参数 199

5.3.4.2 触地爆炸 211

5.3.5 地面爆炸波的参数 217

5.3.5.1 波的种类及其发展过程 217

5.3.5.2 纵向P波的参数 221

5.3.5.3 纵向稀疏N波的参数 224

5.3.5.4 R波的参数 226

5.3.5.5 振动的时间响应 229

5.3.5.6 振动预测和防震措施 231

5.4.1 土石方工程的分类 236

5.4 土石方工程 236

5.4.2 爆破效应的分类 237

5.4.3 爆腔 238

5.4.3.1 半经验公式 239

5.4.3.2 准静态理论 240

5.4.3.3 利用爆炸波参数的计算 242

5.4.3.4 爆腔的动力理论 245

5.4.3.5 核爆炸 253

5.4.4.1 爆破漏斗的形成过程 256

5.4.4 爆破漏斗 256

5.4.4.2 经验与半经验公式 258

5.4.4.3 爆破漏斗参数的理论计算 265

5.4.4.4 核爆破漏斗 272

5.4.5 构筑地下空间 274

5.4.6 地热的生产 275

5.4.7 石油与天然气的开采 275

5.4.8 坑和沟 275

5.4.8.1 瞬时单排壕沟爆破 275

5.4.8.2 瞬时多排壕沟爆破 277

5.4.8.3 定向抛掷爆破 278

5.4.8.4 抛掷爆破 279

5.4.8.5 用核爆构筑运河 279

5.4.9 大坝 280

5.4.10 港湾 280

5.4.11 水库、水塘、湖泊 282

5.4.12 清除覆盖层 283

5.4.13 竖井和坑道 283

5.4.14 岩土的松动与破碎 283

5.4.15.1非粘性土 284

5.4.15 地基土的压实 284

5.4.15.2粘性土 286

5.4.16 定向抛掷爆破的新方法 287

5.5 矿床开采 288

5.5.1 爆破分类 288

5.5.2 药量计算 290

5.5.2.1 基本公式 290

5.5.2.2 单炮孔装药的计算公式 292

5.5.3.1 瞬时爆破中的岩石破裂机理 297

5.5.3 瞬时多孔爆破理论 297

5.5.2.3 集中药包公式 297

5.5.3.2 药包重量计算 299

5.5.4 微差延发多孔爆破理论 300

5.5.4.1 单排微差延发爆破 302

5.5.4.2 多排微差延发爆破 309

5.5.5 岩石爆破破碎理论 311

5.6 补充参考文献 324

第六章 拆除工程 325

6.1 结构物的拆除 325

6.1.1 爆破拆除的一般原则 325

6.1.2 砖石结构和混凝土结构的爆破拆除参数 326

6.1.3 钢筋混凝土结构和钢结构的爆破拆除参数 332

6.1.4 爆破拆除作业的基本原理 334

6.2 爆破拆除的地震效应 336

6.2.1 基本概念与现象分析 336

6.2.2 地震效应测量 338

6.2.3 振动强度 339

6.3 补充参考文献 346

7.1 单自由度体系 347

7.1.1 各种变化规律的力的效应 347

第七章 弹性体系的计算 347

7.1.2 体系与介质的相互作用 348

7.1.2.1 按指数规律变化的力 354

7.2 有限自由度体系 357

7.3 框架体系 358

7.3.1 杆的横向运动 358

7.3.1.1 杆的横向强迫运动 360

7.3.1.2 横向自由振动 371

7.3.2 杆的纵向运动 373

7.3.2.1 纵向强迫运动 374

7.3.2.2 纵向自由振动 376

7.3.3.1 强迫扭转运动 377

7.3.3 杆的扭转运动 377

7.3.3.2 自由扭转振动 381

7.3.4 形变方程 382

7.3.4.1 端点力和力矩 382

7.3.4.2 节点方程 382

7.3.5 常数a(j),a(j)的计算 385

7.3.6 最大形变和最大内力值 403

7.3.7 梁 407

7.4.1.1 运动方程及其解 409

7.4 板 409

7.4.1 矩形板 409

7.4.1.2 常数a(j,k),a（j,k）的计算 412

7.4.1.3 函数W*(x,y),W(j,k)（x,y）的计算 413

7.4.1.4 形变和力的最大值 416

7.4.1.5 受呈反锯齿形变化的荷载作用的简支板 416

7.4.1.6 受冲量荷载作用的简支板 417

7.4.2 圆板 419

7.4.2.1 运动方程及其解 419

7.4.2.2 函数w*(r),w(j)(r),q(j)（t）的计算 420

7.4.2.3 常数a(j),a（j）的计算 424

7.4.2.4 最大形变和最大应力 424

7.5 补充参考文献 425

第八章 弹塑性体系计算 426

8.1 具有一般应力－应变曲线的弹塑性体系 426

8.1.1 单自由度体系 427

8.1.2 具有有限个和无限个自由度的体系 430

8.2 理想弹塑性体系 430

8.2.1 单自由度体系 431

8.2.1.1 冲量的效应 432

8.2.1.2 呈反锯齿形状变化的荷载 433

8.2.1.3 矩形波荷载1） 433

8.2.1.4 两段线性衰减荷载 434

8.2.1.5 三角形波荷载 435

8.2.2 有限自由度体系 436

8.2.3 无限自由度体系 436

8.2.3.1 受均布冲量荷载作用的等截面简支梁 436

8.2.3.2 受呈反锯齿形变化的荷载作用的简支梁 436

8.2.3.3 受呈反锯齿形变化的荷载作用的两端固支梁 441

8.2.3.4 受冲量荷载作用的框架体系的近似计算 443

8.2.3.5 受均布的呈反锯齿形变化的荷载作用的矩形板 444

8.2.3.6 受冲量荷载作用的简支矩形板 447

8.2.3.7 受均布冲量荷载作用的简支圆板 448

8.2.3.8 受冲量荷载作用的固支圆板 449

8.3 刚塑性体系 449

8.3.1 单自由度体系 449

8.3.1.1 冲量的效应 449

8.3.2 梁 450

8.3.2.1 简支梁 450

8.3.1.2 呈反锯齿形变化的力的效应 450

8.3.2.2 两端固支梁 459

8.3.2.3 连续梁 460

8.3.3 拱 460

8.3.3.1 带有一根不充分拉杆的圆拱 460

8.3.3.2 固端圆拱 464

8.3.4 矩形板 466

8.3.4.1 稳态的变形形式 466

8.3.4.2 非稳态变形形式 468

8.3.4.3 冲量的效应 472

8.3.4.4 矩形脉冲的效应 474

8.3.5 圆板 475

8.3.5.1 简支板 476

8.3.5.2 固支板 481

8.3.6 穹顶 481

8.3.6.1 具有不充分围环的穹顶 483

8.3.6.2 固支穹顶 485

8.4 对变形速率敏感的弹塑性体系 488

8.4.1 物体随时间的变形规律 488

8.4.2 计及变形速度效应的近似方法 491

8.4.3.1 受弹性压力波荷载作用的简支梁 492

8.4.3 梁 492

8.4.3.2 受冲量荷载作用的简支梁 495

8.4.4 矩形板 496

8.4.4.1 受冲量荷载作用的简支板 500

8.5 补充参考文献 503

第九章 爆炸的地震效应 504

9.1 底土的运动 506

9.2 弹性体系的计算 509

9.2.1 单自由度体系 509

9.2.1.1 采用底土加速度图的计算 510

9.2.1.2 底土的冲击运动Ⅰ 512

9.2.1.3 底土的冲击运动Ⅱ 515

9.2.1.4 底土的谐和运动 517

9.2.2 离散质点体系 518

9.2.3 框架体系 524

9.2.3.1 塔杆 524

9.2.3.2 框架结构 527

9.3 弹塑性体系 531

9.4 地震效应的控制 534

9.5 诱发波的地震效应 535

9.5.1 竖向地震运动 537

9.5.2 水平地震运动 543

9.5.3 扭转地震运动 544

9.6 地震效应的预测 546

9.6.1 预测的准则 546

9.6.2 安全距离的直接估计 547

9.7 补充参考文献 548

第十章 参考文献 549

名词索引 560