1.基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法,其特征在于,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:3
式(1)中:D为能耗占比;V1为爆破空腔体积,cm ;V0为钻孔状态下的透明固体材料总体3
积,cm;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。
2.根据权利要求1所述的基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法,其特征在于,所述保护装置为箱体结构,上端面至少开有3个孔;所述振动传感器与试样之间采用石膏充填固定,待石膏凝固后再进行试验。
3.根据权利要求1所述的基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法,其特征在于,步骤2)和步骤3)计算得到的能耗占比的前提是假设炸药在一个密闭环境中爆炸时,炸药爆炸产生的能量仅用于粉碎区、裂隙区和弹性振动区,忽略炸药爆炸产生能量用作其他方面的能量。
4.根据权利要求1所述的基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法,其特征在于,所述的振动传感器为三个,振动传感器与爆心的距离分别为R1、R2、R3,测得数据对应的爆破振动能量为S1、S2、S3,则爆破振动能量的衰减情况为:式(2)中:A为爆破振动能量衰减变化率,J/cm;
对爆破振动能量衰减变化率A进行多次计算求平均值,然后求得最大裂隙区半径边缘对应的能量值E1。
5.根据权利要求1所述的基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法,其特征在于,炸药爆炸后造成的裂隙区不会引起试样表面发生破坏。
6.根据权利要求1所述的基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法,其特征在于,所述的试样为透明固体材料试样、岩石或矿石。
7.根据权利要求1所述的基于体积法及振动测试求炸药爆炸能耗占比的试验方法,其特征在于,步骤3)所述的最大裂隙区半径通过红外热成像获取。