[发明专利]基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法

说明书

本发明涉及基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法，计算得到的粉碎区和裂隙区的能耗占比与最大裂隙圈半径边缘处对应的爆破振动总能量Esubgt;1/subgt;，将该爆破振动总能量Esubgt;1/subgt;比上炸药爆炸总能量值Esubgt;1/subgt;/Esubgt;0/subgt;，得出裂隙区之后弹性振动区的能耗占比；将粉碎区和裂隙区的能耗占比与弹性振动区的能耗占比进行相加，即可以得到用于粉碎区、裂隙区和弹性振动区的能耗占比。本发明的优点是：根据地震波在透明固体材料中的传播过程及传播规律，通过爆破振动能量衰减变化率求得裂隙区半径边缘对应的能量值，比上炸药爆炸总能量，即可得到炸药爆炸用于弹性振动区的能耗占比。

技术领域

本发明属于炸药爆炸性能测试技术领域，尤其是一种基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法。

背景技术

近年来水利水电、采矿工程、隧道掘进等都运用到炸药爆炸的作用进行破岩，然而炸药各部分的能量损耗占比却难以通过试验与理论相结合的方法准确计算出来。炸药在岩体中爆炸时大致分为粉碎区、裂隙区和弹性振动区三个区域，粉碎区和裂隙区属于有利的爆破区域，而弹性振动区仅对环境造成振动破坏作用。模拟炸药爆破岩体的试验时，为了便于观察岩体内部的破坏情况，一般采用与岩体物理力学性质相似的透明玻璃材料制作而成，爆破后的固体玻璃样品易于观察破坏情况。

鉴于此，为了测量炸药在固体透明玻璃材料中爆炸时用于粉碎区、裂隙区和弹性振动区的能量，本发明提供一种基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法，有利于提高炸药在岩体中爆炸的能量利用率。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法，为炸药在固体透明玻璃材料中爆炸时粉碎区、裂隙区和弹性振动区的能耗占比提供参考依据。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法，包括以下步骤：

1)保护装置内设置有试样，试样中心开有盲孔，盲孔内放置炸药，炸药上方的盲孔内采用填塞物进行密封填塞，所述的填塞物的材质与透明固体材料相同，炸药采用数码电子雷管进行延时起爆；

2)对爆炸后的试样进行处理，在原盲孔位置进行钻孔，取出爆炸产生的碎块，采用注水法测量爆破空腔的体积；爆破空腔的体积与密封填塞状态下试样的体积之比V₁/V₀即为粉碎区和裂隙区的能耗占比；

3)从能量的角度计算裂隙区之后的能耗占比，在保护装置上端面进行开孔，安装至少三个振动传感器，振动传感器远离爆心进行安装，且振动传感器成直线等距排列，采集得到爆破振动信号，利用MATLAB软件结合小波包分解的方式对每个爆破振动信号数据进行处理，求得数据对应的爆破振动能量，采用等效法计算炸药在试样中爆炸时爆破振动能量的衰减情况，基于爆破振动能量衰减机制，试求最大裂隙圈半径边缘处对应的爆破振动总能量E₁。

4)根据步骤2)和步骤3)计算得到的粉碎区和裂隙区的能耗占比与最大裂隙圈半径边缘处对应的爆破振动总能量E₁，将该爆破振动总能量E₁比上炸药爆炸总能量值E₁/E₀，得出裂隙区之后弹性振动区的能耗占比；

将粉碎区和裂隙区的能耗占比与弹性振动区的能耗占比进行相加，即可以得到用于粉碎区、裂隙区和弹性振动区的能耗占比：

式(1)中：D为能耗占比；V₁为爆破空腔体积，cm³；V₀为钻孔状态下的透明固体材料总体积，cm³；E₁为最大裂隙区半径边缘的能量值，J；E₀为炸药的总能量值，J。