为研究爆炸冲击波作用下扫雷防护装具对胸腹部的防护性能，探索高效试验方法及测试手段，健全单兵防护装备试验研究指标体系，提升单兵防护装备整体性能。以两套扫雷防护装具为试验研究对象，在不同密封处理条件下基于Hybird Ⅲ假人模型模拟设计了扫雷排爆作业手在典型跪姿作业姿态下的实爆试验。爆炸冲击波通过50 g TNT药柱爆炸产生，在假人模型胸腹部处安装两个壁面超压传感器对4次实爆试验产生的冲击波超压进行实测，并以爆源为基准在相对同一距离设置了自由场压力传感器用于测试数据对比。利用假人数据采集系统获取了冲击波侵彻扫雷防护装具经衰减后，超压作用到胸腹部的全过程数据。通过数据处理得到了胸腹部遭受爆炸冲击时的压力-时间曲线，并对超压峰值衰减率进行了对比分析。试验结果初步验证了接缝处密封性能越好，防护性能越高，从而表明高密封性能的防护装具对爆炸冲击波的绕射有一定的阻碍衰减效果，可一定程度降低叠加超压对胸腹部造成的损伤。本文试验设计与数据分析可用于后续装备性能改进和试验方法研究。

光面爆破是硬岩隧道控制开挖的主要方法，由于爆破破岩机理与过程复杂，炮孔与装药参数设计粗放，因此实现隧道全断面光滑轮廓开挖较为困难。以寨山隧道Ⅲ级硬岩段工程为研究背景，首先采用大量的爆破试验和调查研究的方法，发现原爆破方案下，爆后隧道洞周轮廓拱部至边墙存在超挖、欠挖分布，以及存在盲炮、二次爆破施工等问题；其次，依据相关规范和工程经验，提出了光面爆破炮孔与装药参数的优化措施，包括减小周边眼间距、增加内圈眼数量、水袋间隔装药、炮泥堵塞和减小单孔装药量。结果表明：合理设计光爆层炮眼数量、单孔装药量，采用水袋间隔装药与炮泥堵塞，可提高装药爆炸能量的利用率，实现光爆层岩体的均匀破碎，有利于控制洞周岩体超欠挖。采用优化的光面爆破参数，爆后隧道全断面轮廓成形光滑、圆顺，炮孔残痕清晰，有利于提高隧道开挖质量和加快隧道整体施工进度。研究成果可为类似硬岩隧道全断面光面爆破开挖参数设计与优化提供一定的技术与方法借鉴。

针对水下爆炸荷载作用下混凝土隧道结构的动态响应、损伤演化及其破坏问题，本文采取室内模型试验与数值计算相结合的方法，根据东湖水下隧道设计了比尺为40∶1的试件，开展了水下箱型混凝土隧道缩比模型的爆炸试验，通过监测应变信号，比较了不同乳化炸药当量下混凝土隧道试件的动态响应规律，通过测量破坏范围的大小、裂缝扩展的长度，调查了箱型隧道缩比模型试件在水下爆破荷载作用下的破坏形式；采用ANSYS/LSDYNA中S-ALE算法对试验进行了1∶1建模仿真分析，对照试验数据及破坏形态，发现模拟结果与试验结果基本一致，同时对仿真结果进一步分析得到了水下爆炸冲击波的传播完整过程和试件结构的变形规律，通过对测点应变、位移数据的统计分析，揭示了箱型隧道试件在爆炸荷载下的动态响应机理。结果表明：箱型混凝土隧道结构在横向上的应变远大于纵向上应变；隧道破坏位置主要集中在爆源附近区域以及结构转角位置，验证了S-ALE算法能够较为准确的模拟出水下爆炸下结构的动态响应及损伤演化。

为控制泄水洞开挖过程中的爆破振动，保护其上方距离2.30~3.10 m的既有隧道的安全，采用电子雷管毫秒微差爆破及孔内分段等技术优化爆破方案。首先根据现场下穿泄水洞之前的常规爆破情况，优化现场爆破方案，调整孔位参数，减少炮孔数目；在下穿段正式爆破前，在开挖面掏槽区附近开展单孔爆破试验，获取包含现场地质信息的单孔爆破振动波形；采用线性叠加法计算并对比炮孔按不同延时间隔起爆的振动波形，从中筛选出炮孔的最优延时间隔；同时，为改善掏槽爆破时的临空条件、降低掏槽爆破的振动，对掏槽区的首爆孔采用孔内分段爆破。通过现场试验和计算分析，综合爆破协同作用和减振效果，确定了掏槽孔、辅助孔的孔间延时为5 ms、排间延时为40 ms，周边孔的孔间延时为3 ms。将新爆破方案在现场进行应用和不断优化，最终实现泄水洞工程以1.5 m进尺、全断面爆破下穿既有隧道时，其正上方距离3.10 m的路面监测点的最大振动在4.0 cm/s以内，结构物得到了有效保护。利用电子雷管微差起爆和孔内分段爆破技术能有效控制现场的爆破振动、保护了临近建（构）筑物，为后续类似工程提供经验。

大皇山露天矿原采场台阶混乱，台阶之间浮石堆积，边坡陡峭，且在距离陡峭边坡山脚约48 m处建有破碎系统，山体爆破开采随时威胁坡脚破碎系统的安全。为保障露天矿山爆破施工过程中高陡边坡周围构筑物的安全，深入开展了紧邻高陡边坡安全爆破施工技术研究，提出了控制单响装药量在200 kg以内、调整爆破方向为平行边坡走向方向以及在边坡边沿预留约5 m岩墙等主动防护方法，在边坡中部清扫平台设置两道防护网、在坡脚开挖深7 m、宽20 m防石沟、在防石沟外侧用碎石修筑高2 m防石墙和在防石墙外侧安装高2 m隔离网等被动防护措施以及辅助监测手段等一系列安全可靠的施工方法和措施，很好地保障了爆破作业时山下破碎系统的安全，可为同类高陡边坡爆破作业提供借鉴。

为选定混凝土基座爆破后残高低、块度小的聚能装药结构形式，采用数值模拟方法对比研究了装药量、外径和药型罩壁厚相同条件下60°、120°锥形罩和曲率半径为10.8 cm曲面罩形成的射流或爆炸成型弹丸（EFP）运动特性，及其对混凝土基座垂直侵彻过程和毁伤效应。结果表明：不同聚能装药侵彻体对混凝土基座的侵彻方式不同。60°药型罩的头部射流先侵彻混凝土基座，随后杵体对孔洞进行扩大，120°药型罩的杵体与射流合并侵彻混凝土基座，而曲面药型罩主要依靠成型弹丸对混凝土基座进行冲击侵彻；混凝土基座的破碎能力与侵彻孔直径相关；孔径越大、能力越强。60°、120°和EFP药型罩侵彻孔直径分别为4.3 cm、5.2 cm和7.0 cm，在侵彻深度范围内形成的裂缝数量、宽度呈现增大趋势；混凝土基座爆破后的残留高度与横向贯通裂缝至底面之间的距离相关，而横向裂缝形成与侵彻体参数、装药量等多个因素相关。对有限尺寸的混凝土基座，大锥角药型罩的聚能装药破碎范围和程度的综合效果较佳，EFP药型罩虽然侵彻能力最弱，爆破作用后混凝土残留高度较大，但在侵彻深度范围内的破碎能力最强。研究不同聚能装药侵彻体对混凝土基座的爆破效应为毁伤机理探究和破除方式选择提供参考。

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。

在露天台阶爆破中，根底是衡量爆破效果的一个重要指标，其中爆破参数钻孔超深对根底的形成有着最为直接的影响。为探究深孔台阶爆破中钻孔超深对爆后台阶面平整度的影响，基于岩石损伤力学等基本理论，通过对工程中岩体损伤变量与波速间关系的统计分析，定义岩体发生损伤的临界损伤变量阈值D_d为0.2，临界破碎状态岩体的损伤阈值D_t为0.8。在综合考虑拉压损伤效应的岩石动力学损伤模型的基础上，利用LS-DYNA动力有限元软件，模拟不同钻孔超深条件下的台阶爆破损伤范围；基于岩体临界破碎状态的损伤变量阈值，绘制爆后台阶面的起伏分布图像，并利用图像进行量化分析，通过比较确定最优的钻孔超深，保证上台阶岩体充分破坏的同时，不影响下台阶面的施工。最后，结合鄂州机场土石方深孔台阶爆破的实际情况，验证了钻孔超深对爆破根底的影响机制，总结得到一种确定深孔台阶爆破最佳超深取值的优选方法，通过优化超深取值改善爆后新台阶面的平整度。

钻爆法在隧洞开挖中得到广泛应用，通常采用光面爆破以达到成型质量要求，但在小断面隧洞中，特别是遇到不良地质条件时，受洞内钻孔条件及装药等限制，难以达到理想的轮廓控制爆破效果，从而影响围岩安全稳定，也会导致后期支护及衬砌成本增加。针对上述问题，依托小断面水工隧洞开展现场爆破试验，探究聚能水压爆破技术应用于不良地质小断面隧洞的爆破参数，利用三维激光扫描技术对轮廓开挖质量进行分析与评价，主要结论如下：（1）超欠挖检测结果表明，同种地质条件下，聚能爆破相对于常规爆破可降低超挖量与欠挖量分别为40.8%和54.2%；（2）通过不同炮孔布置方式下的爆破结果对比分析发现，在弧顶与边墙连接处可不布设孔，利用聚能效应控制成型，可减少拱肩处的超挖；（3）在Ⅳ类围岩的粉砂质泥岩和层状砂岩中，壁面平整度受爆破参数影响较小，主要由岩性决定，且层状砂岩相比粉砂质泥岩平整度可提高30%以上。综上所述，在小断面水工隧洞中合理应用聚能水压爆破技术，可有效提高光面爆破下的隧洞壁面成型效果。