深埋核爆的化爆模拟初探

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摘要：为了解决核爆的研究难度大的问题，提出了化爆模拟核爆的方法。通过对化爆峰值应力与质点速度传播规律特点的分析，利用一维流体理论与爆炸相似律，对化爆模拟核爆的峰值应力、峰值速度的方法作了探讨。结果表明：化爆的峰值应力、速度与核爆的峰值应力、速度传播规律相似，模拟结果与实验值也极为吻合，因此可通过化爆对核爆的峰值应力、峰值速度作近似模拟。

关键词：应力波；核爆；一维流体理论；爆炸相似律

中图分类号：TL91文献标志码：A

核爆是迄今最高形式的爆炸，核爆的研究一直受到各大国的密切关注[1]。核爆会产生极其强烈的破坏效应并造成严重的后果，目前世界范围内已全面禁止核试验，特别是大规模的核试验，但是核能又是一种不可多得的能源，利用核能制造的武器威力巨大，战时几乎可决定胜败。为了避免核试验可能造成的严重后果，猜想可否根据化爆的破坏特点，对核爆进行简单的模拟。核爆与化爆具有以下共同点：爆时短，过程迅速；爆压高，可达上百GPa；化爆在岩体中爆炸时，可形成空腔、压碎圈、裂隙圈和震动圈[2]418（见图1）；核爆在岩体中爆炸时可形成空腔、粉碎圈、剪切破坏圈、裂隙圈、震动圈及地面剥离圈[3]60

（见图2）；化爆与核爆炸产生的地震波图也相似[3]269。

目前国内外对化爆模拟核爆的研究较为粗浅，对核爆的峰值应力与峰值速度的探究困难较大。本文主要考虑化爆试验较之核爆更为容易，化爆的峰值应力与峰值速度检测较为方便，化爆的破坏特点与核爆具有相似的特点，对化爆的峰值应力与核爆的峰值应力作了对比分析，对化爆的峰值速度与核爆的峰值速度作了对比分析，取得了较好的结果，可为核爆的研究提供一个简便的思路。

4结论

1） 深埋大理岩中的核爆峰值应力与峰值速度可用化爆来进行近似模拟。

2） 随着比例距离rw1/3的增大，化爆模拟核爆的准确性越高，模拟的效果越好。

3） 核爆的研究难度较大，通过化爆的模拟可为核爆的研究提供一个新思路。

参考文献：

[1]安镇文，郭祥云，边银菊，等.核爆炸与地震识别研究进展[J].国际地震动态，2008（8）：22-31.

[2]叶序双. 爆炸作用基础[M].南京：理工大学工程兵工程学院，2010：143-452.

[3]郝宝田. 地下核爆炸及其作用[M].北京：国防工业出版社，2002：60-269.

[4]王礼立，朱兆祥.应力波基础[M].北京：国防工业出版社，2010：346.

[5]王 伟，李小春.无临空面深层岩体爆破增渗模型试验相似律研究及相似条件的实现[J]. 岩土力学，2009， 30（7）：1 892-1 898.