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爆炸冲击下有限空间内散体材料的动力学研究
| 论文题名： | 爆炸冲击下有限空间内散体材料的动力学研究 |
| 关键词： | 隧道工程;爆破封孔;散体材料;动力学;有限空间 |
| 摘要： | 散体材料是由固体颗粒组成的复杂体系，其力学行为研究是多个学科领域的热点课题。特别是散体材料在爆炸冲击下的动力学特性探索涉及岩土工程、防护工程、环境工程、材料工程和固体物理等领域中的重大科学问题，具有重要的理论意义和实用价值。 本文采用采用理论分析、实验室实验和现场试验相结合的研究方法，研究了有限空间内散体材料的动力学行为，主要的研究结果如下： （1）进行了有限空间内爆炸冲击下散体材料的动力学理论研究，从接触力和力链角度分析了干散体和湿散体之间颗粒的相互作用关系，分析了散体在爆炸冲击作用下的颗粒流特点。建立了爆炸冲击下有限空间内散体材料的成拱效应的协同学模型，通过势函数方法分析得到了各参量对形成稳定散体结构的影响。 （2）爆炸冲击下有限空间耦合散体材料动力特性研究，对有限空间内，爆炸冲击对散体材料力学特性影响的因素进行了分析，选取了不同颗粒级配的散体干砂和混合黏性散体砂进行实验，借助超动态应变测试系统记录下耦合装料情况下的系统的应力变化，通过高速摄影系统对整个运动过程进行记录，得到了在耦合条件下不同种类散体材料的运动规律和抵抗爆炸冲击的性能。 （3）在散体耦合爆炸冲击实验基础上，研究了不耦合系数为1、0.95、0.9三种情况下散体材料的运动特点，得到了散体材料应力随不耦合系数的变化规律以及声波波速的变化规律，进一步提出了不耦合情况下稳定散体结构形成机理。 （4）将散体材料应用于隧道掘进爆破封孔研究，通过散体封孔材料与传统封孔材料的现场爆破实验对比，分析了散体封孔材料相对于传统封孔材料在提高循环进尺、减小爆堆距离等方面的特点，说明散体封孔材料可提高爆炸能量利用率，减少爆破危害效应。进一步，研究提出了散体材料封孔机理。 |
| 作者： | 易欣惟 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 邵鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2021 |
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