水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析.pdf

第３４卷 第２期 ２０１７年６月 爆 破 ＢＬＡＳＴＩＮＧ Ｖｏｌ． ３４ Ｎｏ． ２  Ｊｕｎ． ２０１７ ｄｏｉ１０． ３９６３／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００１ －４８７Ｘ． ２０１７． ０２． ０１９ 水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析 曲艳东， 刘万里， 翟 诚， 李 韧 （ 辽宁工业大学土木建筑工程学院， 锦州１２１００１） 摘 要 利用动力分析软件ＡＮＳＹＳ／ ＬＳＤＹＮＡ模拟研究水下爆破破冰过程中爆炸冲击波压力的作用特征 和传播规律， 对比分析在冰体覆盖的相对封闭条件和常规水下爆炸时水中压力变化的差异性。研究表明 爆 炸冲击波产生的水压力以炸药为中心向四周传播， 对冰面破碎起主要作用， 被扰动冰体主要发生振动折裂。 炸药周围近区压力初始峰值大体上相同， 爆源远区相差较大， 冰盖的存在减弱了爆破能量的耗散。对于相同 集中药包， 入水深度直接影响爆破破冰效果。和常规水下爆炸相比， 在冰体覆盖的相对封闭条件下水中峰值 压力较小， 衰减速度较慢。 关键词 爆破破冰；爆炸冲击波；水压力；振动折裂 中图分类号 ＴＶ５４ ＋ ． ５ 文献标识码 Ａ 文章编号 １００１ －４８７Ｘ（２０１７）０２ －０１００ －０５ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｌａｗ ｏｆ Ｓｈｏｃｋ Ｗａｖｅｓ ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｂｒｅａｋｉｎｇ Ｉｃｅ ｂｙ Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ Ｂｌａｓｔｉｎｇ ＱＵ Ｙａｎｄｏｎｇ，ＬＩＵ Ｗａｎｌｉ，ＺＨＡＩ Ｃｈｅｎｇ，ＬＩ Ｒｅｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｊｉｎｚｈｏｕ １２１００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｏｆ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｂｌａｓｔｉｎｇ ａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｙ ｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＮＳＹＳ／ ＬＳＤＹＮＡ． Ａ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ａｌｓｏ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｃｅｃｏｖｅｒｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｂｌａｓｔｉｎｇ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａ ｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｓｐｒｅａｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｃｅ ｂｒｏｋｅｎ． Ｔｈｅ ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ ｉｃｅ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｆｒａｃｔｕｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｐｅａｋ ｉｓ ａｌｍｏｓｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｒ ｅａ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ． Ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｃｅ ｃｏｕｌｄ ｗｅａｋｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｅｘｐｌｏ ｓｉｖｅ． Ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ，ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｄｅｐｔｈｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｃｅ ｂｒｅａｋｉｎｇ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｂｌａｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｐｅａｋ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｉｓ ｓｍａｌｌｅｒ，ｗｈｉｃｈ ａｔｔｅｎｕａｔｅｓ ｓｌｏｗｅｒ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｃｌｏｓｅｄ ｉｃｅｃｏｖｅｒｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｉｃｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ；ｂｌａｓｔｉｎｇ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅｓ；ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｒａｃｔｕｒｅ 收稿日期２０１７ －０１ －０７ 作者简介曲艳东（１９７８ －） ， 男， 蒙古族， 河北承德人， 辽宁工业大学 副教授、 博士， 主要从事爆炸力学、 爆炸加工和爆炸安全研 究， （Ｅｍａｉｌ）ｐｌｘｆｅｎｇ２００９＠ ｓｏｈｕ． ｃｏｍ。 基金项目国家自然科学基金资助项目（１１３０２０９４） ； 辽宁省科技厅 联合基金项目（ＳＹ２０１６００３） ； 辽宁省高等学校优秀人才支 持计划项目（ＬＪＱ２０１４０６３） 在我国很多区域都会出现冰凌现象。在高原地 区多以冰川冰的形式存在， 在平原江河中的冰凌常 常出现冰塞、 冰坝等灾害［ １］。为防止冰凌灾害的发 生， 爆破破冰是减少冰冻及冰凌灾害的手段之一。 近年来， 水中爆破破冰研究受到众多研究者的广泛 关注，例如，吴瑞波等开展水中爆破破冰实验研 究［ ２］， 得出炸药重量和药包入水深度的最佳参数组 合。殷怀堂等推导出冰凌下延长药包爆破破冰的药 量计算公式， 并进行了冰凌爆破试验［ ３］。张忠和等 研究发现水下冲击波压力对冰层的破坏起主要 万方数据 作用［ ４］。 在冰体覆盖的相对封闭条件爆破较复杂， 爆破 设计尚未摆脱靠经验的局面， 许多问题有待进一步 研究。数值模拟方法是一种既有效又经济方便的研 究爆炸问题的手段， 只要方法得当， 模拟效果就能和 实际情况相一致［ ５８］。基于此， 将利用动力分析软件 ＬＳＤＹＮＡ模拟水下爆破破冰过程中爆炸冲击波压 力的作用特征和传播规律， 炸药在不同入水深度处 形成的冲击波对破冰效果的影响， 对比分析在冰体 覆盖的相对封闭条件和常规水下爆炸时水中压力变 化规律的差异性。 １ 有限元模型 １． １ 计算模型 研究问题的对称性， 建模时取１／４模型， 统一采 用ｃｍｇμｓ单位制。计算模型中空气、 冰、 水和炸药 四种材料采用欧拉网格建模， 设置流固耦合， 考虑到 爆破为大变形过程， 单元使用ＡＬＥ算法； 而水底介 质（ 淤泥土） 采用拉格朗日网格建模， 单元网格附着 在材料模型上， 能较好实现单元质点的变形和位移 过程； 模型中不考虑水与水底间的接触问题。模型 整体尺寸为长宽高＝ １０００ ｃｍ １０００ ｃｍ ６００ ｃｍ， 从下部到上部依次为淤泥土层２００ ｃｍ、 水 层３００ ｃｍ、 冰盖层６０ ｃｍ和空气层４０ ｃｍ。炸药尺 寸为３０ ｃｍ ３０ ｃｍ １０ ｃｍ。装药质量为１２ ｋｇ， 采 用中心点起爆方式。结构中单元类型均采用３Ｄ＿ ＳＯＬＩＤ１６４实体单元。在模型边界上设置无反射边 界条件和对称边界条件。为方便比较， 文中还建立 了常规水下爆炸的计算模型， 各材料模型的尺寸和 图１一致， 不同之处是冰盖层也是水介质。 图１ 计算模型示意图（ 单位ｃｍ） Ｆｉｇ． １ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ（ｕｎｉｔｃｍ） １． ２ 材料参数 采用ＭＡＴ＿ＨＩＧＨ＿ＥＸＰＬＯＳＩＶＥ＿ＢＵＲＮ炸药材 料模型模拟高能乳化炸药， 采用ＪＷＬ状态方程模拟 炸药压力和比容关系。通过应力控制损伤， 采用单 元失效法Ａｄｄ Ｅｒｏｓｉｏｎ模拟冰体的破坏， 以冰的抗压 强度和抗拉强度为损伤标准， 根据相关实验［ ４］， 抗 压应力为９． ２Ｅ５ ＭＰａ、 抗拉应力为－９． ２Ｅ －６ ＭＰａ。 空气、 水、 淤泥土和炸药的本构模型及参数如表１所 示， 材料状态方程如表２所示。 表１ 材料本构方程及其参数［ ４］ Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ＭＩＤＲＯ（ 密度）ＰＣ（ 截断压力） ＮＵＬＬ １０． ００１２９－３Ｅ －６ ３１． ００ ５１． ８０ ＥＬＡＳＴＩＣ（ 冰） ＭＩＤＲＯ（ 密度）Ｅ（ 杨氏模量）ＰＲ（ 泊松比） ２０． ８９７９． ３１Ｅ －２０． ３３ ＡＤＤ ＥＲＯＳＩＯＮ ＭＩＤＭＡＸＰＲ（ 抗压应力）ＭＩＮＰＲ（ 抗拉应力） ２９． ２Ｅ －５－９． ２Ｅ －６ ＨＩＧＨ ＥＸＰＬＯＳＩＶＥ ＭＩＤＲＯ（ 密度）Ｄ（ 水中波速）ＰＣＪ（Ｃ － Ｊ压力） ４１． ６３０． ６９３０． ２７ 表２ 材料状态方程［ ４］ Ｔａｂｌｅ ２ ＥＯＳ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＧＲＵＮＥＩＳＥＮ （ 空气） ＥＯＳＩＤＣＳ１Ｓ２ＧＡＭＡＯＡＥ０ １０． ０３４００１． ４００ ＧＲＵＮＥＩＳＥＮ （ 水） ＥＯＳＩＤＣＳ１Ｓ２ＧＡＭＡＯＡＥ０ ３０． ５１． ９２－０． ０９６０． ３５００ ＪＷＬ （ 炸药） ＥＯＳＩＤＡＢＲ１Ｒ２ＯＭＥＧＥ０ ４３． ７４００００２０． ０７３３４． １５００００１０． ９５０． ３０． ０７ ＬＩＮＥＲ＿ＰＯＬＹＮＯＭＩＡＬ （ 淤泥土） ＥＯＳＩＤＣ１Ｃ２Ｃ３Ｃ３Ｃ５Ｃ６ ５０． ０３０． ０３０． ０１８０００ １０１第３４卷 第２期 曲艳东， 刘万里， 翟 诚， 等 水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析 万方数据 ２ 结果与分析 ２． １ 爆炸破冰过程分析 图２为炸药入水深度为１． ８ ｍ爆破破冰时不同 时刻的水压力云图。从图中可以看出， 炸药在流速 为零的均匀水介质中， 产生的爆轰产物急剧向外膨 胀， 形成初始冲击波， 爆轰产物和水介质之间形成明 显的波阵面。当ｔ ＝ ２３２ μｓ时， 爆炸冲击波传到淤 泥层上表面。当ｔ ＝ ５８１ μｓ时， 一部分能量被淤泥 层吸收， 同时淤泥层产生反射波向上传播。当ｔ ＝ ８７９ μｓ时， 淤泥层反射波到达冰层下表面， 随后， 淤 泥层反射波和初始冲击波向周围扩散引起冰面裂隙 的发育和震动， 增大了破冰的程度。 图２ 炸药入水深度为１． ８ ｍ爆破破冰时不同时刻的水压力云图 Ｆｉｇ． ２ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｔｏｕｒｓ ｏｆ ｔｈｅ １． ８ ｍ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｍｅｎｔｓ 图３为炸药入水深度１． ８ ｍ时不同时刻的冰面 破坏形态图。从图中可以看出，ｔ ＝７００ μｓ冰体的最 大等效应力为５６． ７２ ＭＰａ， 该值超过冰体的损伤极 限， 表明冰面已经破碎。随着时间的增加， 冰体中最 大等效应力出现了先增大后减小的变化， 冰体破碎 区域不断增加。在ｔ ＝２５０４ μｓ时， 冰体的破碎区域 面积达到最大， 此时冰体中等效应力最大水平为 ３８． １１ ＭＰａ。 图３ 炸药入水深度为１． ８ ｍ时不同时刻冰面破坏形态图 Ｆｉｇ． ３ Ｂｒｅａｋｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｉｃｅ ｌａｙｅｒ ｆｏｒ １． ８ ｍ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｏｍｅｎｔｓ 图４为炸药量相同，不同入水深度时在ｔ ＝ ２５０９ μｓ时刻的冰体等效应力云图。从该图可以看 出在爆源近区冰面形成冰洞， 破碎的冰块被抛掷出 去， 邻近区域冰面的裂隙径向发育并且贯穿冰层， 远 区裂隙不发育。根据冰面最终破坏形态可将其分为 破碎区、 裂隙区和振动区［ ４］。随着炸药入水深度的 增加， 冰面的破碎区半径先变大后变小； 当炸药入水 深度为１． ８ ｍ时， 冰面破碎区最大半径约为５． ５４ ｍ， 裂隙区和震动区半径逐渐变小。当炸药入水深度为 ２． １ ｍ时几乎没有明显的裂隙区。爆炸破冰在药量 相同时有一个最佳入水深度， 当药量为１２ ｋｇ时的 最佳入水深度为１． ８ ｍ。这与吴瑞波等所做水中爆 破破冰参数优化实验中１２ ｋｇ集中药包入水深度为 １． ８ ｍ破冰的实验结果吻合较好［ ２］。 图４ 炸药量相同， 不同入水深度在ｔ ＝２５０９ μｓ时冰体等效应力云图 Ｆｉｇ． ４ Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ｃｏｎｔｏｕｒｓ ｏｆ ｉｃｅ ａｔ ｔ ＝２５０９ μｓ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｐｔｈｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｍａｓｓ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ ２． ２ 水下爆破破冰的爆炸冲击波传播规律分析 ２． ２． １ 水下爆破破冰时爆炸冲击波现象分析 分析图２和图３可知， 炸药爆炸产生超压， 在初 始冲击波作用下冰体前期阶段破坏比较迅速， 随着 冲击波的传播、 能量的耗散， 冰体后期主要在二次冲 击波、 空化效应产生的二次加载、 气泡脉动等作用下 ２０１爆 破 ２０１７年６月 万方数据 产生震动折裂， 破碎速率逐渐降低［ ４］。图 ５给出水 与冰面接触处ｚ方向水压力随距离变化曲线可以看 出， 随着炸药入水深度的增加， 炸药正上方与冰面接 触处的压力越来越小。横向传播过程中初始峰值衰 减速率逐渐变慢， 传播到一定距离后压力初始峰值 趋于相同。当炸药入水深度为１． ８ ｍ时在距离爆源 较远处初始压力峰值曲线在最上方， 其次是炸药入 水深度为１． ２ ｍ、２． １ ｍ、１． ５ ｍ和０． ９ ｍ。这也说 明， 与实验结果相比［ ２］， 当药量为 １２ ｋｇ时入水深度 为１． ８ ｍ破冰面积最大， 进一步验证模拟结果的合 理性。 图５ 水与冰面接触处ｚ方向单元压力峰值变化曲线 Ｆｉｇ． ５ Ｐｅａｋ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｃｏｎｔａｃｔ ｕｎｉｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｉｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｚｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ２． ２． ２ 炸药入水深度对爆炸冲击波传播的影响 图６为炸药不同入水深度炸药正上方水与冰面 接触处单元的压力时程曲线。由图６可知不同入水 深度炸药正上方与冰面接触处单元压力随着深度的 增加而降低。 通过分析图６和图３可知， 爆炸冲击波接触冰 面时， 由于冰面的阻碍作用吸收了大部分的能量压 力迅速衰减并产生反射波， 反射波向下传播接触底 部土壤时向上反射， 产生二次水击波， 二次水击波的 大小远小于初始水击波， 因此对冰面的破坏作用并 不明显， 但是可以加强冰的破碎程度， 促进冰裂隙的 发展。当入水深度为０． ９ ｍ和１． ２ ｍ时， 在较短的 时间内， 土壤的反射波向上传播， 又会产生一个稍小 于初始冲击波的波峰。入水深度较深时（如１． ８ ｍ 和２． １ ｍ） ， 土壤吸收了大部分的能量， 不能产生较 强的反射波且冲击波在传播的过程中能量耗散。为 了提高水下爆破破冰效果， 要考虑药包与底部土壤 的间距问题， 在深水区和浅水区做合理的调整。 ２． ３ 水下爆破破冰和常规水下爆炸时爆炸冲击波 的差异性分析 如图７所示炸药入水深度为１． ８ ｍ冰盖下爆破 和常规水下爆破水中特征点处压力时程曲线， 测试 点位置如图１所示。 图６ 炸药不同入水深度正上方水与冰面接触处单元水压力时程曲线 Ｆｉｇ． ６ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｃｕｒｖｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｕｎｉｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｉｃｅ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｐｔｈｓ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ 由图７（ａ） 可知炸药在１． ８ ｍ入水深度有冰和 无冰条件下在冰的破碎区相同特征点处在同一时间 达到几乎相同的压力值， 随后由于冰面和水与空气 界面的反射作用压力迅速衰减， 有冰条件下衰减值 ３０１第３４卷 第２期 曲艳东， 刘万里， 翟 诚， 等 水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析 万方数据 大致是无冰条件下的１． ５倍， 随后由于底部土壤的 反射作用， 水压力增加。除特殊时刻（１０００ μｓ和 １２５０ μｓ） ， 在整个压力变化过程中无冰时的水压力 都是大于有冰时的水压力， 冰面的存在吸收了水压 力产生的能量， 使得整个衰减过程中无冰时衰减较 快。由图７（ｂ）和图７（ｃ）所示， 在无冰条件下水压 力初始峰值远高于有冰的情况， 在震动区水压力初 始峰值甚至达到有冰条件的３倍左右。此后无冰条 件下水压力迅速衰减后续不会再有较大波动， 有冰 条件下， 由于冰面的反射作用裂隙区和震动区水压 力波动稳定。在冰盖作用下， 爆炸冲击波在水中传 播的过程中衰减较慢。 图７ 冰体覆盖的相对封闭条件和常规水下爆炸时水中特征点压力时程曲线对比图 Ｆｉｇ． ７ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒｅｄ ｉｃｅ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ３ 结论 （１） 水下爆破破冰时， 爆炸冲击波产生的水压 力以炸药为中心向形波动性传播， 扰动冰体发生震 动折裂。炸药周围近区压力初始峰值大致相同， 爆 源远区相差较大。 （２） 冰盖的存在可以削弱水下爆炸冲击波能量的 耗散， 更有利于冰面的振动折裂。当炸药量相同时， 随 炸药入水深度的增加， 冰体破碎区域先增大后减小。 （３） 由于冰面的约束， 水中单元压力较无冰条 件下压力较小。因受到冰盖、 水底淤泥等因素共同 作用， 水压力在衰减的过程中能量耗散速率较慢， 能 够在较长的时间内保持平稳的峰值。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］ 闫世春， 佟 铮， 王呼和， 等．冰体标准爆破漏斗试验 研究与数值模拟［Ｊ］．工程爆破，２０１１，１７（１） １２１４． ［１］ ＹＡＮ Ｓｈｉｃｈｕｎ，ＴＯＮＧ Ｚｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ Ｈｕｈｅ，ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ｂｌａｓ ｔｉｎｇ ｃｒａｔｅｒ ｏｆ ｉｃｅ［Ｊ］． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１１，１７（１） １２１４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［２］ 吴瑞波， 郝明盛， 武彩岗， 等．水中爆破破冰参数的优 化实验［Ｊ］．工程爆破，２０１４，２０（６） ２５２８． ［２］ ＷＵ Ｒｕｉｂｏ，ＨＡＯ Ｍｉｎｇｓｈｅｎｇ，ＷＵ Ｃａｉｇａｎｇ，ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｉｃｅ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｂｙ ｕｎ ｄｅｒｗａｔｅｒ［Ｊ］． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１４，２０（６） ２５２８． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［３］ 殷怀堂， 杨学海， 江 淼．冰凌下水中延长药包爆破破 冰的实验研究［Ｊ］．工程爆破，２０１０，１６（３） １２１５． ［３］ ＹＩＮ Ｈｕａｉｔａｎｇ，ＹＡＮＧ Ｘｕｅｈａｉ，ＪＩＡＮＧ Ｍｉａｏ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎ ｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｉｃｅ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｂｙ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｂｌａｓｔｉｎｇ 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