EN
高速相机
智能新视觉综合解决方案提供商
首页 > 客户案例 > 工程爆破
工程爆破

工程爆破1.png

爆破技术是现代工业生产、施工的重要技术手段,起爆器材性能及爆破效果设计直接决定爆破工程的成败和安全。研究爆破漏斗形成过程和爆堆抛掷作用,正确地分析影响爆破效果的各种因素,在计算爆破预期和爆破设计工作中十分关键。

由于爆破过程的短时、高速、高温等特征,传统手段很难获得精准数据,因此亟需一种非接触式、高精度、自动化测量手段对爆破过程进行研究。中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院科研团队利用千眼狼高速摄像机,建立爆破抛掷物运动观测系统,观测混凝土模型爆破试验过程,计算爆破抛掷物运动速度(更多详情请见《工程科学与技术》2020年1月第52卷 第1期)。

混凝土模型爆破试验

工程爆破2.png

混凝土模型与力学试块

试验地点为内蒙古某露天矿山,首先制作试验混凝土模型,尺寸为2.0m×0.4m×0.3m,材料为C30混凝土,自然条件下养护28d拆模。同时制作100mm×100mm×100mm混凝土试块,经测试单轴抗压强度为42.15MPa。

工程爆破3.png

系统设备

两台高速摄像机搭建高速双目视觉测量系统,并将标定板在距离仪器设备8~10m范围内以不同姿态摆放,设置双目标定。标定完成后,布置警戒线,连接起爆器和高速摄像机快门线,远程快门触发进行拍摄,拍摄时长3s,并利用爆破抛掷物运动观测系统,对爆破抛掷物整体运动阶段和分散运动阶段进行分析。

分析一整体运动阶段

工程爆破4.png

工程爆破5.png

整体运动阶段雷管起爆时可在图像中看到导爆管内有明显白色闪光,可确定起爆时间。对高速采集图像观察可知,起爆后1.25ms模型表面开始隆起;6.5ms时抛掷物已运动约6.5cm,抛掷物以整体运动为主;8ms时爆堆表面开始产生裂隙,主要轮廓线有7条;9ms时裂隙更密集,主要轮廓线为14条;10ms时主要轮廓线有16条;11ms时抛掷物已显著分散成块。由(a)~(f)可知:8~9ms抛掷物表面裂隙发展较快,分散作用强;9~10ms裂隙增加不明显,故将9ms作为整体运动与分散运动阶段的分界线。

分析二—分散运动阶段

工程爆破6.png

因爆破烟尘的遮挡不利于图像处理,所以选第20ms图像作为数字图像相关匹配的第1帧,记做IO,此时爆破烟尘与碎块已基本分离,选取典型碎块进行分析,编号为Rect.1~Rect.6,如上图所示。

工程爆破7.png

通过碎块运动轨迹图得1#和2#位于左上方,已完全脱离碎块整体,不再受到其他碎块的干扰,位移量最大,运动轨迹较规则;3#和4#位于中部,周围碎块较多,运动轨迹易受到其他碎块的影响;5#位于右上,已脱离整体,运动轨迹与1#和2#类似,但其为薄片状,运动过程中的翻转消耗了自身动能,速度偏小;6#位于下部,始终受制于其上方的碎块,位移最小。6枚碎块的总体运动趋势一致,呈现以爆破漏斗为中心倒锥形向外扩散。

工程爆破8.png

根据6枚碎块的运动速度曲线图可知,位于不同区域的碎块飞行速度是不同的,但总体呈减速运动趋势。1#和2#飞行速度达到26.24m/s;3#~5#速度为9~16m/s;6#处于下部,受其他碎石影响,且不断翻转,速度仅为5~6m/s。

抛掷物的运动过程分析中,爆炸时加速运动,存在潜在的爆破飞石,随后在爆炸冲击波的作用下抛掷物个别碎块继续加速,气体消散后,碎块做弹道运动。

上述实验研究结果有助于正确分析影响爆破的因素,精准测量爆破过程,提高爆破工程成功率。千眼狼高速双目视觉测量系统搭配DIC应变测量,能为爆破技术提供更可靠的应用价值。


相关案例

服务热线:177 1765 7138

邮箱:peipei@gaosuxiangji.com

总部地址:上海市奉贤区泰叶路159弄33号

Copyright ©2024,Inc.All rights reserved.
沪ICP备2023018886号

在线咨询