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水下钻孔爆破时,冲击波会对船舶产生什么影响?爆破振动检测和你一起了解

2021-03-23

水下钻孔爆破时,冲击波会对船舶产生什么影响?爆破振动检测和你一起了解

相对于陆地上的多种钻孔方式,水下钻孔爆破的钻孔方式比较单一。为了钻孔方便,水下钻孔爆破基本是垂直钻孔方式,此时炮孔内炸药产生的能量是向四周均匀的传播,水中冲击波传播规律具有对称性。水下钻孔爆破水中冲击波对船舶有害效应影响研究与其对桥墩的影响分析大同小异,差别在于需要探讨水中冲击波有害效应对钢结构船舶的影响。

水中冲击波有害效应

柱状药包由药卷中部起爆后,爆轰应力波向药柱两端扩展。爆轰压力冲出炮孔,能量释放在水域中形成水中冲击波,在药柱两端爆轰压力是以球状向四周扩散,而中间以轴对称柱状向外扩散;随着距离的增加,柱状药包爆轰压力逐渐变成球状向外扩散。若船舶处于爆破近区,将承受水中冲击波压力和气泡脉动的共同作用,导致船舶损失破坏。当船舶处于爆破远区,船舶处于水中部分将直接受到水中冲击波的冲击影响,造成结构的振动乃至损失破坏;处于空气中的部分,冲击压力会通过船舶下部结构的衰减后向上传递,尽管强度有所减少,仍会对船舶上仪器造成影响。

船舶速度、加速度响应分析

由于船舶受到水中冲击波的作用,船舶各个方向均存在不同程度结构动力响应。但通过实际测算,发现结构振动速度的值均出现在水平径向方向,说明沿冲击波的传播方向的结构动力响应大。由于冲击波本身具有瞬间脉冲响应的特征,船舶结构受到的响应以冲击波为主,其结构响应也具有瞬间脉冲响应的特征。

此外,船舶底板速度响应比甲板大,主要是由于船舶底板直接受到水中冲击波作用,而冲击波经过传播衰减后,导致甲板测点速度响应减小。船舶船头速度响应比船尾大,主要是船头距离爆源近,所受水中冲击波作用影响较大。因此,水下钻孔爆破水中冲击波有害效应对船舶水平方向的影响较大。

船舶应力分析

以船头正面面向爆源为例,由于船头距离爆源较近,先受到水中冲击波的影响。船首很容易受到较大的冲击压力作用,随着冲击波在船舶传播,在甲板中部出现较大拉应力。之后在水中冲击波作用下,船舶整体受力情况基本相同,即船底板直接受到水中冲击波的压力,出现较大的压力,而在船甲板中部受到较大的拉应力作用。通过实际测算,主要由于船头底板直接受水中冲击波作用,因此所受应力较大。

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