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黄河凌灾的防治在国内外研究一直囿于传统的理念及技术措施下进行。本文基于新的防治理念及技术方案,在爆破分析方面做了深入的研究。本文的作者在参阅了大量相关类的文献与专著的基础上,将黄河冰凌灾害的机理进行分析,参照旧的防凌方案,在“主动防御”的理念指导下,建立起黄河防凌减灾的新体系,并初步拟定出各种材料模型参数,在ANSYS/LS-DYNA中建立起爆破模型进行分析,并将理论和现场试验结果与数值模拟整合为一体化进行分析,总之,本文主要做了以下工作: 对国内外对冰凌研究的情况进行了综述,从历史起源到研究现状都进行了论述,为后续研究工作能够更好地开展奠定了基础。 对冰体的物理力学性质进行研究发现冰体是各向异性晶体结构,在零下十五度以上表现出脆性特征,零下十五度以下表现出韧性特征,分析多种本构模型方程特性,选定冰体材料的损伤本构方程来描述爆炸冲击波作用下的冰体。 研究水下爆炸时冲击波的传播特性,并对水下冲击波的影响因子进行分析,得出其波系的传播规律和能量消耗方式。对各个材料的参数和状态方程进行设定,并运用ALE算法,在ANSYS前处理器中建立有限元分析模型,在LS-DYNA后处理器中进行求解分析,修改K文件,最终运算出结果和显示出整个爆破过程的三维模拟动画。 在理论分析的基础上,在内蒙古包头市磴口段进行了现场试验,主要对专用的炸冰新设备—静态聚能破冰器和动态聚能破冰器进行试验。试验分为单发和连发多种,将多组试验结果进行分析比较,从而对防凌减灾新方案的设计提供了非常有价值的参考数据,同时对的指导理论进行了非常有说服力的验证。