为解决受限空间下高耸钢筋混凝土水塔爆破拆除难题，研发了高耸构筑物垂直原地爆破拆除技术。采用高速摄影观测、振动监测手段和数值仿真方法，对水塔垂直原地坍塌冲击破坏机理、垮塌运动过程和触地振动效应进行了全面分析。研究发现：高耸水塔垂直原地爆破拆除的坍塌过程近似自由落体运动，回归分析得到水塔向下塌落的加速度约为9.4 m/s²，略小于重力加速度；采用“分离式”有限元模型，可以近似还原水塔的塌落运动过程，并精确捕捉每段筒体的冲击碰撞时刻；159号混凝土材料模型，可以很好地模拟水塔筒体塌落冲击破坏过程；水塔筒体冲击破坏过程复杂，总体呈现多次冲击累积损伤破坏过程；振动主振频带主要集中在5~60 Hz，振动信号的高频部分衰减迅速，能量主要集中在低频部分，并且振动信号的总能量随着距离的增加而显著减小。试验表明：通过筒体分段依次垂直原地塌落触地，并同步开展顶部水箱水压爆破，不仅可以控制高耸水塔的塌落堆积范围，而且可以减小触地振动效应并控制爆破粉尘危害。

饱和砂土地基爆炸液化引起的地表沉降问题是坝基抗震安全评价和爆炸加密地基处理等领域中的重要课题。针对碾压压实的分层饱和砂土地基，研究其在封闭爆炸下液化引起的地表沉降特征。基于现有爆炸液化、地表沉降经验预测模型推导了液化区体积的计算式，建立了地表沉降区的快速预测模型，并验证了该模型的可靠性。利用上述模型，通过变化控制性因素密实度、炸药量、埋深探究了饱和砂土地基爆炸液化区及引起的地表沉降漏斗特征，并讨论了地基碾压压实分层对地表沉降漏斗特征的影响。结果表明：封闭爆炸荷载作用下，饱和砂土地基爆炸液化区的形态从小到大包括椭球型、漏斗型和锅底型三种。地表沉降区形态从小到大有倒锥型和蝶型两种。液化及沉降区随炸药量的增加、埋深和密实度的减小而增大。经碾压压实的分层饱和砂土地基，爆炸液化及引起的地表沉降不仅受炸药量、埋深和密实度的影响，分层厚度较起爆深度的相对大小也决定了液化区受分层厚度影响的范围，进一步影响了地表沉降区的范围。

为了提高隧道掘进爆破中炮孔的堵塞效果，利用铝管在爆炸作用下膨胀的特性设计了一种堵孔装置，然后通过动态应变仪测量堵孔装置膨胀撞击钢管的环向应变，通过万能试验机对模拟炮孔中的爆炸堵孔装置进行单轴压缩脱模，通过高速摄影记录水泥墩的爆破过程，从而评估爆炸堵孔装置的堵塞效果。结果表明：钢管在爆炸堵孔装置膨胀撞击下产生的环向应变峰值达到0.02，说明爆炸堵孔装置膨胀冲击孔壁的作用力较大，有利于堵孔装置与孔壁贴合；爆炸堵孔装置与孔壁贴合后的抗压强度为4.1~5.5 MPa，抗剪强度为0.49~0.66 MPa，远大于常规炮泥的抗剪强度（0.09 MPa），其在实际使用中与炮泥配合使用，能有效抑制炮泥运动。采用传统炮泥进行堵塞的水泥墩出现冲孔，爆破后的水泥墩未出现破坏；采用爆炸堵孔装置进行堵塞的水泥墩未出现冲孔，堵孔装置在孔口产生裂纹后才被冲出，爆破后的水泥墩最终裂成三部分。因此，爆炸堵孔装置可大幅改善堵孔效果，从而发挥爆生气体的破岩作用，并有效增强了抛掷作用，对改善隧道掏槽眼的爆破效果具有重要意义。

无论暴恐事件、爆炸安全事故，爆源相关参数如爆炸当量，始终是爆炸后事故调查的重要内容。爆炸荷载作用下介质的特征痕迹提取与研究是爆炸事故追根溯源与爆源参数获取的重要依据。本文介绍了爆炸特征痕迹（如爆坑、周围建筑物破坏情况、人员损伤程度等）的典型研究进展。对于药包的近地面爆炸、地表裸露爆炸与具有一定埋深的爆炸，其爆炸后形成的爆坑形状与尺寸存在较大差别。相关学者深入探讨了爆坑尺寸与爆炸当量、炸药高度等的关系。2021年，国内某金矿发生井下炸药爆炸事故，系井口焊渣掉落，引燃井下可燃物及相关爆破器材所致。以爆炸事故现场形成的三个爆坑痕迹为切入点，基于爆坑尺寸参数，经反演计算得到其TNT当量分别为654.17 kg、232.49 kg、193.83 kg。根据反演得到的爆炸TNT当量，计算获得竖井井壁质点振动速度为40 cm/s，井壁冲击波超压为2129 Pa。通过比对爆炸后罐笼、井壁外观损伤形貌，计算结果与罐笼、井壁损伤程度具有一致性。该研究方法对类似爆炸事故的溯源追踪具有一定参考价值。

利用落锤冲击试验设备对石英砂岩进行循环冲击加载，在0.3~0.6 m各冲击高度下均选取3个试样，每个试样进行8次循环冲击，应变率分别选取为26.33 s^-1、29.7 s^-1、32.03 s^-1和35.17 s^-1，研究中应变率下石英砂岩受循环冲击加载下的力学性能。通过对试验数据进行分析总结，讨论循环加载次数对石英砂岩动态抗压强度、弹性模量和能量效率的影响以及中应变率下石英砂岩的破坏过程。结果表明：不同中应变率条件下，第8次循环冲击加载作用下试件的动态抗压强度均较第一次循环冲击减小约13 MPa，抵抗变形能力减弱，同时弹性模量明显降低，试件动态抗压强度与弹性模量表现出正向相关关系；从能量角度研究，在8次循环冲击加载后，试样耗散能、能量效率、单位体积耗散能均有提高，其中在冲击能为70.27 J效果最为明显，岩石耗散能提高6 J、能量效率提高8.8%、单位体积耗散能增幅50%；从破碎分形角度进行研究，中应变率下岩石破碎形态有劈裂破坏、边缘崩落破坏、块状破坏和粉碎破坏，当应变率由26.33 s^-1增大至35.17 s^-1时，试样碎块块度平均粒径特征值由24.49 mm减小到21.15 mm；分形维数由1.07增加至1.75，岩石分形维数呈线性增大趋势。

基于吉朗德露天煤矿现场实际生产研究空气间隔装药爆破技术的应用，明确两点试验意义：一是“降本增效”，二是“控制爆破块度”，采用三组正交试验来对空气间隔爆破技术的应用效果进行评价。运用照片摄影法来识别爆后块度分布，首先参考相关文献优化设计matlab程序将块度图像处理为块度分布数据，其次将数据导入Origin软件生成块度分布曲线评价爆破效果。试验结果为间隔17.3%爆破块度分布接近连续装药爆破，得出结论1：空气间隔高度并非越低越好，而是存在一个合理间隔高度，即在合理间隔高度爆破后的效果可以达到连续装药爆破的效果，符合企业降本增效的目的。运用块度级配评价方法分析不同装药爆破效果的均匀性，首先将块度分布数据导入Origin软件拟合为爆破块度级配曲线，其次参考相关文献总结五个块度评价指标。分析结果为爆破块度均匀性优劣：连续装药>间隔17.3%>间隔11.5%，得出结论2：可以通过中部空气间隔装药技术控制减少装药量使得爆破效果接近传统的连续装药，达到控制爆破块度的目的。

光面爆破对巷道稳定性和安全性意义重大。普通光面爆破法应用在小断面硬岩巷道全断面一次爆破上存在一些弊端，由于周边孔装药量、孔间距及不耦合系数的关系，爆破后出现超欠挖现象，成形不规则，增加了支护工作量，降低了掘进效率，片帮与顶板垮塌等问题。为了达到全断面光面爆破一次成巷，尽量减小爆破对围岩的破坏，改善巷道成形，保证巷道安全高效掘进。利用空孔的应力集中效应，在周边孔设计6个大直径空孔，空孔直径ϕ=70 mm，周边孔间距由原来的544~600 mm减少到400 mm，并且均匀布置在巷道轮廓上；周边孔选择空气间隔装药结构，间距0.4 m。选取在黑岚沟金矿-500 m中段掘进巷道进行光面爆破试验，试验结果表明：在小断面硬岩巷道全断面一次爆破中，与普通光面爆破法相比，优化后的光面爆破在技术经济安全方面更加显著。巷道掘进平均循环进尺增加0.03 m，平均半孔率提高34%，炸药单耗降低了0.42 kg/m³，爆破作业成本降低了7.82元/m³。巷道壁完整光滑，顶板稳定性更好，能够有效降低对围岩的扰动程度，为深部硬岩全断面掘进的矿山提供经验。

为了提高坚硬岩石定向涨裂破岩效率，从坚硬岩石涨裂定向破岩机理出发，基于空孔效应理论对200 mm、250 mm、300 mm、400 mm空孔间距以及20 mm、40 mm、90 mm、120 mm空孔半径下空孔孔壁的应力变化规律展开研究，将理论计算与数值模拟进行对比分析验证。研究结果显示：空孔的存在使得空孔靠近涨裂孔一侧产生应力集中，随着空孔间距增大、空孔半径减小，空孔效应应力集中现象越弱；空孔圆周上受拉区为±40°以内，最大拉应力出现在空孔与涨裂孔圆心连接线上，最大压应力出现在空孔圆周±70°附近。孔间连线上I型岩石应力强度因子与应力变化规律相对应，在孔间距达到400 mm时，应力强度因子K_I小于岩石的断裂韧度K_IC，无法达到形成贯通裂纹的条件。依据研究成果设置空孔参数，并在深圳市铁岗-石岩水库石岩北清水引水隧洞进行涨裂破岩试验。试验结果显示：空孔对于裂纹扩展方向具有引导作用，能够促使空孔与涨裂孔连线方向产生贯通的主裂纹，有利于提高坚硬岩石的涨裂破岩效率，能够为相似工程提供借鉴和参考。

巷道或隧道掘进工程中多采用浅孔钻爆作业技术，存在作业循环多，每循环进尺少，掘进速度较慢的缺点；而采矿工程中大量使用的深孔爆破通常采用连续装药结构，存在单孔单响药量过高，爆破有害效应大，大块率高等问题。为克服这些问题，采用深孔孔内分段爆破技术是有效方法。首先结合介绍近年来出现的孔内分段爆破方面的专利技术，重点介绍了装药结构、装药材料、阻隔段长度、分段延期和装药方法等关键因素。接着以某邻近铁路的采矿场露天台阶爆破工程为例，分别应用孔内设置岩粉阻隔段的两分段装药爆破新技术与传统连续装药爆破技术并对比了应用效果。结果表明：新技术具有明显的技术经济优势，大块率降低了54%，避免了二次爆破，节省了20%炸药量。新技术方案清运后台阶面更加平整光滑，更有利于后续阶段的爆破作业。距铁路最近点的爆破振动降低了7.62%，采取防护措施后的飞石抛掷距离在允许的范围内。

隧道仰拱部位采用传统爆破开挖技术开挖错台大、超挖严重。仰拱传统爆破开挖技术未采用光面爆破方法且人工凿岩钻机钻凿周边孔外插角过大是导致超挖严重的重要原因。针对隧道仰拱传统爆破开挖技术存在的问题，基于大量工程实践，结合光面爆破理论提出了隧道仰拱部位光面爆破技术。仰拱部位光面爆破技术周边孔采用间隔装药，采用水袋填塞装药间隙，根据仰拱断面形状调整周边孔装药参数。仰拱轮廓线上周边眼距离为30~50 cm，光爆层的厚度大于周边眼间距10~30 cm。采用钻孔反力支座可以减小周边孔钻孔外插角，保证每个炮孔均钻至设计深度，有效控制超挖。结合实际工程开展现场试验对比仰拱采用光面爆破技术与传统爆破开挖技术的爆破效果，采用光面爆破技术仰拱轮廓超挖远远小于采用传统爆破技术开挖。对比仰拱分别采用光面爆破技术和传统爆破开挖技术开挖12 m的成本，仰拱采用光面爆破技术开挖成本较采用传统方法降低35.14%，仰拱部位采用光面爆破技术开挖具有显著的经济效益。

针对煤矿井下炮孔堵塞密封性差甚至不堵塞所导致爆破效果不佳的问题，在分析破岩机理和堵塞机理的基础上，采用数值模拟和实验研究的方法对爆炸荷载作用下小口径炮孔堵塞进行了研究，运用了有限元分析软件建立了3 m×3 m的二维混凝土断面模型，炮孔直径为0.04 m，炮孔深度为1 m，采用柱形连续装药，卷装乳化炸药装药重量为0.3 kg，堵塞材料为砂土。炸药、混凝土体、砂土均采用Lagrange网格建模，空气采用Euler网格建模，使用ALE算法分别模拟出爆炸荷载作用下单孔堵塞长度分别为0、200 mm、400 mm的爆炸应力云图和损伤云图。结果显示：在爆炸的大部分时间里，有堵塞炮孔周边的最大应力明显高于无堵塞情形。有堵塞炮孔周边损伤程度与无堵塞情形相比，更严重，破碎块体更小。该数值模拟方法可为井下钻孔爆破分析提供一种借鉴。在对井下常用的粘土+水炮泥结构利弊分析基础上，设计研发了胀管式注水炮孔堵塞结构，现场应用效果良好。胀管式注水结构可以替代粘土+水炮泥结构应用于煤矿井下爆破中。

爆破炸药单耗及岩体爆破碎片块度预测方法均起源于露天矿爆破，台阶法隧道上下台阶岩体应力状态与露天矿大不相同，以上预测方法是否适用于台阶法隧道爆破尚未可知。根据天江里隧道台阶法爆破统计数据，采用几种露天矿常用计算方法预测了上下台阶炸药单耗及碎片分布，并与实测结果进行了对比，得出如下结论：Kuznetsov模型和Kansake模型仍然适用于台阶法隧道工程炸药单耗的预测，且Kuznetsov模型考虑了岩体特性的影响，比Kansake模型更加实用；此外，Kuznetsov模型可以预测爆破碎片平均值，作为爆破碎片分布模型的基础。上台阶爆破单耗高，岩体爆破后细颗粒含量高、整体块体小；下台阶爆破单耗低，岩体爆破后细颗粒含量低、整体块度大。对于块度在平均值以下的小块体爆破碎片，采用Kuz-Ram模型预测效果较好；对于块度在平均值以上的大块体爆破碎片，采用KCO模型预测效果较好，且KCO模型对最大爆破块体的预测较准确。分析了预测模型的适用条件及范围，为隧道爆破炸药单耗和块度分布提供了依据。

为了对魏家峁煤矿深孔台阶爆破效果进行综合评价，考虑爆破质量、安全、经济三方面目标，选取大块率、根底率、后裂距离、松散系数、单耗、延米爆破量、振动速度、飞散距离等8个参量作为评价指标。通过无人机、高速摄影、振动监测等技术手段对魏家峁煤矿4个生产爆破平盘开展现场监测，并利用Split-desktop、Motion studio等软件进行数据分析，得到了上述参量的量化指标。分别利用层次分析法和CRITIC法，获得评价指标的主、客观权重，然后基于离差平方和最大原则确定了各指标的组合权重。利用中心点三角白化权函数对灰色聚类法进行优化，建立了爆破效果的灰色聚类评估模型，对魏家峁煤矿深孔台阶爆破效果进行了综合评价，并根据综合聚类系数得到了4个平盘的爆破效果优劣顺序。最后对比指标数据分析了爆破效果最差的平盘主要存在的问题。研究结果表明：炸药单耗、大块率、根底率的组合权重都大于0.15，对爆破效果的影响较大；4个平盘的爆破效果优劣顺序为：1080平盘>1064平盘>1096平盘>1112平盘；1112平盘需要结合地质条件，针对后裂距离大、单耗高、延米爆破量小、飞散距离大等问题进行台阶爆破参数优化。

露天矿山台阶爆破后矿岩的平均块度是衡量爆破质量的重要指标。早期研究主要依靠经验公式总结、岩体力学模型计算等方法，这些方法存在准确率不够、主观性强等缺点。近期，机器学习算法应用于块度预测，但基本通过专家经验选用固定的特征来进行预测且预测稳定性不足，泛化能力差。针对以上缺点，提出一种基于特征工程的极端梯度提升树（XGBoost）爆破块度预测模型。以太原袁家村铁矿为研究区，采集近半年的爆破数据作为原始数据，综合考虑影响平均块度的各方面因素。首先使用随机森林（RF）的袋外估计和互信息（MI）两种方法分别进行特征选择，其次将不同方法选择的特征子集集成并利用特征之间的互信息进行去冗余，最后以MSE的值为评价指标选出最优特征子集表征爆破，完成基于数据驱动的特征选择。更进一步，在最优特征子集上采用XGBoost算法进行块度预测，通过均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）两个指标构成模型的评价体系将文章所提方法与其他传统机器学习算法进行对比。对比结果表明：文章提出方法比传统机器学习算法的预测准确率更高，可以为爆破的管理与控制提供科学指导。

高层框架结构楼房不同部位单根立柱失效条件下楼房的变形能力、加速度响应和荷载传递等动力响应特征是本研究的重点。首先，依据《混凝土结构设计规范》（GB50010），采用PKPM设计软件建立了一个4×6跨的8层钢筋混凝土框架结构模型；其次，基于构件拆除法，应用有限元软件SAP2000非线性动力分析方法计算了一楼中心柱、长边中柱、短边中柱、角柱等不同部位单根立柱失效条件下框架结构的动力响应特征。研究结果表明：四种立柱失效条件下，其塑性转角均小于6°，结构不会发生倒塌，中心立柱失效时结构稳定性最差，发生连续倒塌的概率相对最大，短边中柱和长边中柱次之，角柱概率最小；中心柱失效条件下楼房荷载对剩余结构的动力冲击作用影响最为显著，其负向最大值加速度大约是短边中柱和长边中柱的2倍，可达3 g左右；不同部位立柱失效后，荷载将重新分布，其轴力由紧邻的柱承担，而上方梁的受力形式也从受弯转变为受拉，发生悬链线效应，在中心柱失效工况下，相邻的各柱轴力增加了近20%。

为成功爆破拆除复杂环境下位于同一厂区的两座砖烟囱和两座钢筋混凝土烟囱，通过分析周边环境条件以及烟囱结构特点，确定“单切口，定向倒塌”的总体爆破方案对四座烟囱进行齐次拆除。根据工程经验确定烟囱切口底边位置为标高+0.5 m处，切口角度为215°，切口高度、切口长度以及相关爆破参数通过理论公式计算得到具体数值，切口形式采用类梯形切口，起爆网路采用精准度更高的数码电子雷管起爆系统以顺发齐爆的方式进行起爆。考虑四座烟囱不同的结构组成分别制定对应的预处理方案，并通过对烟囱的倒塌可靠性、爆破振动、倒塌振动进行安全校核以及对爆后飞溅碎片和爆破飞石的有效控制，从而确保四座烟囱按设计方向倒塌，防止对周围保护目标造成危害。通过使用有限元软件LS-DYNA对四座烟囱的倒塌过程进行模拟，结果表明模拟倒塌过程与实际过程几乎一致，倒塌完成时间均在14 s左右，并且通过分析顶部节点的位移与速度规律可以判断烟囱倒塌效果充分，达到预期目标，进一步表明了数值模拟对工程实践的指导意义，可为类似工程提供参考。

五强溪水电站扩机工程进水口围堰采用预留岩坎+混凝土围堰+土石子围堰的组合结构形式，堰内岩坎为顺层坡，软弱夹层较发育，围堰爆破拆除环境和地质条件复杂。顺层岩坎拆除时无法按常规围堰的经济断面进行大范围削方和一次拆除，深水水下爆破开挖工程量大、块度要求高、施工时间长、安全风险高。爆破拆除过程中在保证围堰稳定的条件下，采取垂向分层、水平向分区、台阶松动爆破的施工方法，尽可能多地实施陆上开挖。水下爆破根据岩坎地质条件、岩体力学特性及覆盖水深（20~37 m），结合水下爆破清渣块度要求，采用0.9~1.1 kg/m³的炸药单耗。通过数码电子雷管高精度延时起爆技术，严格控制单段最大药量（60 kg以内），并设置气泡帷幕和柔性防护网等一系列安全防护措施。经现场爆破监测结果表明：爆破振动及水击波对进水口闸门等建构筑物的影响得到了有效控制，提高了水下清渣、转运效率得到了提高。

艳洲电站大桥位于艳洲枢纽工程新建船闸、电站及泄水闸拟建坝址上，根据工程建设进度安排，对该桥予以拆除。艳洲电站大桥为双曲拱桥，桥梁全长180.0 m，桥面宽8 m，其地处彭山旅游风景区，周边有多处名胜古迹、企业厂房，环境复杂，与紧临既有电站大坝最近处为8 m，与电站大坝箱梁桥紧接并共用一个桥台。限于现场作业条件，最终决定采用爆破拆除工艺。为确保整个桥体可靠倒塌且解体充分、钢筋混凝土分离，采取抛掷爆破装药炸碎拱肋、拱柱、连梁等构件，单耗为1.2~1.5 kg/m³。采用加强松动爆破炸毁桥墩，最大单墩药量为480 kg，按照左重右轻的原则，使整桥似骨牌式向右岸方向倒塌。采用孔内延时孔外接力传爆网路，即孔内雷管采取MS12段，孔外工业电子雷管并联，起爆顺序为由左岸向右逐跨、墩起爆，保证桥体平稳逐跨有序垂直塌落，且不会对左岸桥台形成挤压冲击。通过在靠近左岸电站、滚水坝沿线100 m水下，预先敷设漏气PVC，用空压机向管内打压形成气泡帷幕，有效减小水击波超压，从而降低了爆破振动和水击波对周边建（构）筑物的影响。

国内桥梁等大体积钢筋混凝土爆破拆除中，桥墩柱一般都采用ϕ 40 mm小孔径人工钻孔爆破作业方法，这种方法人工钻孔时间长、工作量大、钻孔精度难于保证、施工成本高等缺点。在总结前人经验的基础上，提出了大孔径在桥梁爆破拆除方法，总结了炮孔直径、布孔方式、炸药单耗、起爆网路、安全防护等技术措施。最后结合了重庆李家沱复线桥南引道工程融汇2桥爆破拆除工程实际验证。根据大桥结构的受力情况，结合环境条件，采用对地面以上桥墩柱一定高度、墩柱联系梁实施爆破，使用延时起爆控制技术，使大桥由中间往两端顺序原地逐跨坍塌，一次完成大桥爆破拆除的施工方案。桥梁墩柱采取用水磨掏心钻钻孔，炮孔直径70 mm，十字交叉钻孔方式，孔内采用非电毫秒延时雷管，孔外用电子数码雷管连接起爆，竹跳板、胶皮加柔性密网多层防护。起爆后炸声沉闷，桥梁按设计要求原地坍塌解体彻底，个别飞石、爆破振动、塌落触地振动、爆炸冲击波都控制在安全允许范围以内。

水下爆破试验危险性大、成本高，在实验室进行相关试验项目对设备和场地的要求非常严格，每次试验都要按照相关程序进行审批。针对目前爆破试验程序繁琐及等待周期长等现状，以水下爆破防护为研究对象，应用碰撞振动仿真技术设计水下爆破阻波帘，使设计的产品在尽可能少的水下试验次数下达到满意的效果。采用ANSYS LS-DYNA模块，使用不同材料做成的阻波帘进行防护仿真。在距爆炸点5 m，压强为7.5 MPa的位置进行数据采集，对比分析帆布阻波帘与其他5种不同材料的阻波帘的爆轰波减小系数。仿真结果表明，阻波性能从高到低排序为：空气泡、多孔铝板、汽车轮胎、泡沫塑料、石棉布。其中空气泡的阻波帘，在1 kg TNT当量工况条件下，距爆炸点5 m，压强为0.22 MPa处，压强降低率达到97%，防护效果最好。

爆炸焊接是一项以炸药为能源实现同种或异种材料固态连接的工艺，高效快捷、经济实用，能够实现大面积焊接及异种材料结合，在层状金属复合材料制备中得到广泛应用。为阐明异种金属材料爆炸焊接的相关研究与发展，回顾了爆炸焊接相关的概念和基本原理。通过对焊接窗口理论的介绍，指出了在四个界限围成的焊接窗口内选择爆炸焊接参数，可获得较为优质的波纹。基于国内外研究现状，从爆炸焊接界面组织和力学性能、热处理对界面组织的影响、结合界面的影响因素三个方面，对爆炸焊接界面的相关研究进行了详细的论述。研究发现：界面结合处常出现裂纹、绝热剪切带及金属间化合物等缺陷，可通过热处理、中间层使用、气体保护爆炸焊接等方法改善，但其形成机理及控制途径仍需进一步深入研究。此外，现阶段的数值模拟以SPH方法为主，经对比分析，该法能够有效模拟结合界面以及射流，但也存在模拟过程单一的不足，而且关于界面波的形成机理尚不清晰，因此，需建立科学完善的界面成波机理以及系统全面的数值模拟流程。随着新材料的不断涌现，爆炸焊接技术将会在更多领域持续发挥重要作用。

目前对于爆炸焊接金属界面成波机理的模型只能对波状界面形成的某些方面给予定量或定性的描述，而不能全面地解释其中的所有现象。在对钛钢过渡层爆炸焊接研究时，通过扫描电镜观测钛/铜爆炸焊接波状界面，发现在放大2000倍时，钛铜之间并没有波状界面存在，而是“钛滴”在铜中形成了一个个“孤岛”状结合界面。当两板结合后的相对位移较大时，就会将界面波的波峰部分拉断，脱离原位形成“孤岛”。对爆炸焊接的理论分析以及实验研究表明，Richtmyer-Meshkov失稳机理可以更好地解释爆炸焊接波状界面的形成过程。爆炸焊接过程中，在碰撞点附近，爆炸焊接界面会出现一薄层熔化区，界面附近的材料处于准流体状态。当高压弹-塑性应力波到达时，就会引起界面的扰动，前面应力波引起的扰动在后续一系列应力波的作用下会进一步发展，形成典型的Richtmyer-Meshkov界面失稳。因此，Richtmyer-Meshkov失稳、冻结，是形成我们所观察到的爆炸焊接中各种类型的波状界面原因。

为研制外观饱满的长储存期包装型乳化炸药产品，选取公司当前自然储存性能最好的包装型乳化炸药产品配方作为参考，在此配方基础上，通过试验不同种类乳化剂及乳化剂复配比例制得相应的乳胶基质，并采用物理敏化为主、化学敏化为辅的复合敏化工艺，制得相应的包装型乳化炸药。采用高低温循环试验与水溶值测试结合的方法评判各配方乳化炸药产品的储存稳定性。试验结果表明：高分子乳化剂LZ2832制备的乳化炸药稳定性能优于高分子乳化剂EPE-3002制备的乳化炸药，复合乳化剂中乳化剂Span80∶乳化剂LZ2832=1∶9含量配比时制备的乳化炸药稳定性能最好，可经受至少40个高低温循环试验，预计此配方包装型乳化炸药产品可自然存储24个月以上。炸药敏化采用基质质量1.2%的空心玻璃微球先进行物理敏化，降温到50~55 ℃时采用基质质量0.2%的促进剂2和基质质量0.3%的敏化剂再进行化学敏化，炸药敏化后效作用明显，最终密度控制在1.05~1.10 g/cm³。进行生产线上批量生产试验验证，验证结果与实验研究结果一致，成功研制出外观饱满富有弹性的长储存期包装型乳化炸药产品，其自然储存12个月时，炸药性能仍保持稳定，爆速4500 m/s以上，猛度16 mm以上，殉爆距离6 cm以上。

利用密闭爆发器实验系统，对一种新型裂岩器材的装填药剂燃烧性能进行了研究，以此对后续产品中的药剂组分、比例进行指导性调控。设计了9∶1~4∶6不同梯度组分的混合药剂进行密闭爆发器实验，对所有药剂的p-t曲线及dp/dt-t曲线分析后确定火药力实验中所用药剂配比为7∶3与5.5∶4.5。使用0.12 g/cm³、0.2 g/cm³两种装填密度对混合药剂进行火药力实验，参照火药燃速处理方法，假设混合药剂为单一整体，密度为1.5 g/cm³，在此假设基础上得到药剂燃烧的Γ-ψ曲线及相应的火药力、燃速系数等参数，其中单+添（7∶3）配方的火药力最高，为564.87 kJ/kg，双+添（7∶3）配方的火药力比之略低，但仍高于5.5∶4.5配方的火药力。通过对药剂的Γ-ψ曲线分析解释了双+添（5.5∶4.5）配方在实验中出现明显燃烧未完全现象的原因；对混合药剂对应火药力、燃速系数的分析发现，火药对整体药剂的做功能力占主导性因素，火药占比的上升会显著提高药剂的燃烧效能，但装填密度的改变对两种火药燃烧效果的影响却不一致。装填密度的上升会导致单基药配方燃烧效能的下降，而双基药配方会出现燃烧效能的上升。

在小净距大断面隧道后行洞爆破开挖过程中，如何保证先行洞的爆破振动安全极为关键。以京秦高速双向六车道小峪隧道为工程依托，监测分析了后行洞开挖过程中先行洞纵、横断面的爆破振动速度分布规律；依据爆破振动跟踪监测结果，动态调整优化后行洞的爆破设计参数，并提出了相应的爆破振动安全控制措施。结果表明：小净距隧道后行洞开挖时，先行洞边墙径向振动的速度最大，且主要由掏槽孔爆破引起，垂直向振速略低于切向振速，但二者差别不大，爆破振动能量主要集中在30~100 Hz频段；对于先行洞纵断面上的振动分布，峰值振速总体随爆心距衰减，衰减速率也随之降低；未开挖方向的振速相对较高，约为同等距离已开挖向振速的1.2~1.6倍；对于先行洞横断面上的振速分布，迎爆侧的振速明显高于背爆侧，其中边墙部位迎爆侧振速可达背爆侧的5~10倍；现场针对爆源采用多级复式掏槽，优化炮孔分布，雷管段别增加至12段来减少相应的单段药量，以及增大起爆间隔至60 ms来等措施控制爆破振动，现场实践表明，优化后的爆破设计可使先行洞边墙振速降低约50%。

爆破作用下硐室围岩的损伤扩展过程对硐室抗爆设计具有重要意义。为探究不同位置爆源作用下硐室围岩的损伤扩展规律，利用有限元模拟软件ANSYS/LS-DYNA建立了顶爆、拱顶侧爆、侧爆、底部侧爆及底爆5个等爆源距数值计算模型，对模型中的岩体采用RHT模型分析了不同位置爆源作用下硐室围岩的损伤扩展过程。在此基础上，在模型中沿爆源至硐室边界处等距离地设置了10个振速监测点，研究了爆源中心至硐室边界处的振动速度衰减规律。结果表明：相同爆源距不同爆源位置下硐室围岩的损伤扩展规律为首先在距爆源最近距离处出现“损伤点”，在“损伤点”形成后，损伤区沿着硐室边界逐步扩展，最终形成沿硐室边界处的损伤区。相较于爆破振动速度衰减规律，爆破振动波在硐室围岩处发生全反射，使硐室围岩处爆破振动速度出现放大效应。同时，爆源至硐室围岩处的损伤演化与峰值振速变化规律相互对应，将硐室围岩处峰值振速放大效应与硐室围岩的损伤结合，认为硐室围岩是否产生损伤可通过监测其振动速度进行确定。

结合武汉地铁5号线穿越黄鹤楼公园项目现场监测数据，分析了地铁隧道下穿人防洞室、京广铁路、黄鹤楼、圣像宝塔的峰值振速、主频分布特征，并且利用FLAC3D软件分析了人防洞室结构受上台阶爆破影响的振动速度衰减规律、位移与应力响应规律，现场监测结果与数值模拟结果基本吻合。研究结果表明：受爆破影响比较接近控制值的是人防工程和胜像宝塔，爆破对钢筋混凝土结构的黄鹤楼影响较小，既有铁路受到的爆破振动不超过0.9 cm/s，小于铁路路基振动控制值2 cm/s，且随着隧道爆破的推进，爆破振动对铁路的影响也将越来越小。各测点垂直向峰值振速最大，各测点垂向震动的主频主要分布在低中频区域，频率范围10~100 Hz，主要集中在20~65 Hz。人防洞室结构各部位峰值振速衰减不同，峰值振速PPV随爆源距增加而减小，最大峰值出现在y=4 m附近，并且PPV在已开挖区域衰减更快。爆破振动对人防结构的位移响应在可控范围内，最大位移、最大主应力集中在迎爆面拱脚B处。结合峰值振速与最大主应力拟合公式，得出了人防结构峰值振速安全控制值。

为研究在露天矿开采中边坡断层及内部岩溶对爆破地震波传播规律的影响，对地震波经过断层和溶岩后的数据变化进行分析。在塘垭石灰岩露天矿山南坡大断层上下盘和北坡+1014 m平台溶洞处布置测点采集爆破后地震波数据，采用Hilbert-Huang变换方法处理原始波形，从三维能量谱、边际谱及瞬时能量谱3个方面对爆破地震波经过断层及岩溶前后的变化进行了分析。结果表明：爆破地震波穿越断层后的能量衰减十分明显，在相同振动持续时间下，最大瞬时能量从1.7×10^-5下降到6.0×10^-6，前后峰值能量相差约3倍，其中高频频带60~80 Hz能量衰减至断层前1/2，低频能量占比增加，总体地震波能量降低，断层从客观上阻碍了爆破地震波的传播。爆破地震波经岩溶前后的能量幅值差距不大，最大瞬时能量从2.3×10^-4下降到1.9×10^-4，但穿越岩溶对地震波高频信号的过滤作用比较明显，能量分布更加集中，爆破地震波经过溶洞过程中发生了“鞭梢效应”，经过溶洞后的质点峰值速度略大，其振速放大系数经过计算为：1.10~2.53，频率整体上往低频方向发展，建议加强溶洞上方岩体的支护。

为了明确某地下矿山采场爆破振动对运输大巷和地表民房等的影响程度，并对其进行控制，应用现场工业试验的方式获取实测数据资料。试验首先采用Blast-NET型爆破监测仪对爆破引起的径、切、垂向振动速度和频率进行监测，根据萨道夫斯基公式，用一元回归分析法计算得出与地质条件相关的K、α值，从而获得了现场实际爆破振动速度计算公式。随后通过持续开展振动监测验证了计算公式的可靠性，并分别对逐排起爆、分段起爆、逐孔起爆三种不同起爆网路进行优化试验。研究结果表明，若考虑保护地表民房，在逐排起爆、分段起爆、逐孔起爆条件下，爆源与保护建筑物最小安全距离分别为250 m、200 m、125 m；若考虑保护井下运输巷道，在逐排起爆、分段起爆、逐孔起爆条件下，爆源与保护建筑物最小安全距离分别为30 m、25 m、25 m。最终认为：当预测振动速度满足逐排或逐排分段起爆条件时，矿山可采用导爆管雷管起爆；若仅满足逐孔起爆网路时，则只能采用数码电子雷管或高精度导爆管起爆网路。

大型充油设备油箱内部区域发生局部高压放电时，会使放电区域变压器油瞬间气化并产生爆炸压力波。为了研究上述过程中压力波在变压器油箱内部以及升高座区域的传播特性，依据实际实验情况建立三维几何模型，并划分多面体网格，采用FLUENT软件进行数值模拟。计算过程中通过Profile文件在放电区域加载实际放电能量曲线，并且通过气液两相流模型考虑气体和液体的可压缩性对其进行计算求解。结果表明：电弧能量4.929 MJ、持续时间58.6 ms情况下，计算得到升高座顶部监测点压力峰值为1.21 MPa，油箱左侧顶部位置监测点压力峰值4.62 MPa，油箱右侧顶部位置监测点压力峰值3.79 MPa；升高座区域内达到的压力峰值随着距离故障点位置的增加而不断减小。将仿真得到的不同监测点位置压力峰值以及压力变化趋势与实验结果进行对比，二者具有较好的一致性，验证了仿真计算模型的有效性。通过数值模拟手段建立油箱内电弧故障放电仿真模型并求解，可获得油箱及升高座内各位置的详细压力变化曲线及三维空间内压力波传播规律，能够极大地减少放电实验所产生的人力和物力损耗，并为变压器油箱内电弧燃爆事故预防提供有效的理论依据。

掌握岩石（体）在爆破动载作用下的动态力学响应是《爆破工程》课程的一项重要教学内容。由于土木或采矿类专业学生缺乏波动力学、岩石动力学等基础理论，采用讲授法讲解岩石动态力学特性的知识点时教学效果较差，影响后续的岩体破碎机理等内容的学习。为此，将岩石类材料的分离式霍普金森压杆实验（Split Hopkinson Pressure Bar，SHPB）应用于《爆破工程》实践教学中，通过测定岩石动态压缩强度，观察试件破坏形态，引导学生理解岩石材料在不同应变率下的动态力学响应。运用有限元软件LS-DYNA对SHPB实验进行数值模拟，再现应力波传播和岩石破坏过程，达到动态冲击的演示功能。实践效果表明：这种教学方式使学生能够直观地感知应力波的传播过程，清晰地了解岩石动态破坏机理，掌握岩石类材料动态力学性能与应变率之间的关系，为进一步学习爆破工程理论奠定基础。