一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法技术

本发明专利技术提供一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法，包括：将水下爆炸压力测量装置布置于水下测点及坝面测点处，以获取现场爆炸不同测点的爆炸压力；对测得的数据进行处理以获得水下测点爆炸压力时程曲线和爆炸压力峰值，并进行拟合获得衰减公式；根据衰减公式以及坝面测点的实测爆炸压力相关数据推算获得爆源与传感器的理论距离L1和传感器与坝面的理论距离L2；将L1及L2进行叠加作为爆源与坝面的理论距离，并根据衰减公式反演坝面入射压力理论值；假定反射波与入射波的衰减规律相同，根据实测反射超压并结合衰减公式反演坝面反射超压理论值。本发明专利技术能根据现场水下爆炸实测数据确定传感器布置的真实位置，校正测量误差，实现坝面水下爆炸压力的准确合理反演。现坝面水下爆炸压力的准确合理反演。现坝面水下爆炸压力的准确合理反演。

【技术实现步骤摘要】
一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法


[0001]本专利技术属于水下爆炸的
，具体涉及一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法。

技术介绍

[0002]坝面爆炸压力是估算坝面混凝土模态参数的重要参考依据，获取可靠的坝面爆炸压力的是准确估算混凝土模态参数的前提。现有坝面水下爆炸压力的确定方法主要是利用传感器等水下爆炸压力测量装置直接获取实测数据，然而现有水下爆炸冲击波传感器工作状态始终与坝面有一定距离，所获取的数据并非坝面的真实压力。同时由于现场实验条件限制和各种不确定因素，坝面传感器的布置难免产生安装误差。例如大坝迎水壁面与竖直方向存在一定小角度时，水下传感器产生的测量误差可能进一步扩大，这对准确确定坝面水下爆炸压力和坝面混凝土模态参数提出了挑战。因此，通过一定方法利用压力传感器实测数据反演坝面水下爆炸压力对准确评估坝面水下爆炸压力及估算混凝土模态参数具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法，该方法能根据现场水下爆炸实验实测数据，确定传感器布置的真实位置，校正其测量误差，实现坝面水下爆炸压力的准确合理反演。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1，将水下爆炸压力测量装置布置于水下测点及坝面测点处，以获取现场爆炸不同测点的爆炸压力；
[0007]步骤2，对步骤1测得的水下测点数据进行处理以获得水下测点爆炸压力时程曲线和爆炸压力峰值，并根据不同测点的爆炸压力峰值、装药当量和爆心距拟合获得水下爆炸冲击波的衰减公式；
[0008]步骤3，根据步骤2拟合的衰减公式以及坝面测点的实测爆炸压力相关数据推算获得爆源与传感器的理论距离L1和传感器与坝面的理论距离L2；
[0009]步骤4，将步骤3中爆源与传感器的距离L1及传感器与坝面的距离L2叠加作为爆源与坝面的理论距离，并根据步骤2拟合的衰减公式反演坝面入射压力理论值；
[0010]步骤5，假定反射波与入射波的衰减规律相同，根据实测反射超压并结合步骤2拟合的衰减公式反演坝面反射超压理论值。
[0011]进一步地，步骤2中，根据Cole公式：P＝K(Q
1/3
/R)
α
拟合水下爆炸冲击波的衰减规律，其中P为爆炸压力峰值，Q为装药当量，R为爆心距，K、α为相关系数，在拟合时，根据不同测点的爆炸压力峰值、装药当量和爆心距确定K、α值从而获得衰减公式。
[0012]进一步地，爆源与传感器的理论距离其中P1为实测入射压力峰值；
[0013]传感器与坝面的理论距离其中c为冲击波在水中的传播速度，t为实测入、反射压力峰值的时间差。
[0014]进一步地，根据步骤2拟合的衰减公式反演坝面入射压力理论值进一步地，根据步骤2拟合的衰减公式反演坝面入射压力理论值
[0015]进一步地，根据步骤2拟合的衰减公式反演坝面反射超压理论值进一步地，根据步骤2拟合的衰减公式反演坝面反射超压理论值其中，P2为实测反射超压。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术能够在水下爆炸压力测量装置实测数据的基础上，确定传感器的真实安装位置，对实测数据进行校正，可反演出更合理可靠的坝面水下爆炸压力；此外，本专利技术实施简便，不用对测量装置的安装精度提出较高要求，为受现场实验条件的限制时反演合理可靠的坝面水下爆炸压力提供保障。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法流程图；
[0018]图2为本专利技术实施例中某水下爆炸实验现场布置的示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例中坝面水下爆炸压力时程曲线示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0023]如图1所示，本专利技术提供一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法，包括以下步骤：
[0024]步骤1，将水下爆炸压力测量装置布置于水下测点及坝面测点以获取现场爆炸实验不同测点的爆炸压力；以某现场实验为例，其中6个水下测点垂直于坝面布置在水深10m处，4个水下测点平行于坝面布置在不同水深；7个坝面测点沿水平方向布置于水深10m处，4个坝面测点沿垂直方向布置于不同水深；其中部分布置见图2，图2示意了沿垂直方向布置的3个坝面测点；
[0025]步骤2，对步骤1测得的水下测点数据进行处理以获得水下测点爆炸压力时程曲线和爆炸压力峰值，并根据不同测点的爆炸压力峰值、装药当量和爆心距拟合获得水下爆炸
冲击波的衰减公式；
[0026]在该步骤中，筛选并整理步骤1得到的水下测点数据以获得水下测点爆炸压力时程曲线，在本实施例中得到如图3所示的曲线，并从爆炸压力时程曲线上获取爆炸压力峰值，且根据Cole公式：P＝K(Q
1/3
/R)
α
拟合水下爆炸冲击波的衰减规律，其中，P为爆炸压力峰值，Q为装药当量，R为爆心距，K、α为相关系数，在确定爆炸压力峰值、装药当量和爆心距后即可确定K、α值，从而获得水下爆炸冲击波的衰减公式；在本实施例中，拟合得到的水下爆炸冲击波衰减公式为P＝53.41(Q
1/3
/R)
1.14
；
[0027]步骤3，根据步骤2拟合的衰减公式以及坝面测点的实测爆炸压力相关数据推算获得爆源与传感器的理论距离L1和传感器与坝面的理论距离L2；
[0028]在本实施例中，首先整理分析坝面测点爆炸压力时程曲线的特点，爆炸压力时程曲线呈现如图3所示双峰值的特点，结合现场实验条件，坝面与竖直方向存在9
°
夹角，推测出现有传感器无法准确贴合坝面以及其安装误差是产生该现象的原因；根据误差产生的原因利用传感器实测入射压力峰值并结合步骤2拟合的衰减公式推算爆源与传感器的理论距离L1。
[0029][0030]其中，Q为装药当量，P1为实测入射压力峰值。
[0031]再利用实测入、反射压力峰值的时间差t推算传感器与坝面的理论距离L2为：
[0032][0033]其中c为冲击波在水中的传播速度，取1480m/s。
[0034]在本实施例中，如图2所示，以BP13测点为例，装药当量Q＝20kg，入射压力实测值P1为7.30MPa，实测入、反射压力峰值的时间差t为0.61ms，可求得爆源与传感器的理论距离L1＝15.6m，传感器与坝面的理论距离L2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将水下爆炸压力测量装置布置于水下测点及坝面测点处，以获取现场爆炸不同测点的爆炸压力；步骤2，对步骤1测得的水下测点数据进行处理以获得水下测点爆炸压力时程曲线和爆炸压力峰值，并根据不同测点的爆炸压力峰值、装药当量和爆心距拟合获得水下爆炸冲击波的衰减公式；步骤3，根据步骤2拟合的衰减公式以及坝面测点的实测爆炸压力相关数据推算获得爆源与传感器的理论距离L1和传感器与坝面的理论距离L2；步骤4，将步骤3中爆源与传感器的距离L1及传感器与坝面的距离L2叠加作为爆源与坝面的理论距离，并根据步骤2拟合的衰减公式反演坝面入射压力理论值；步骤5，假定反射波与入射波的衰减规律相同，根据实测反射超压并结合步骤2拟合的衰减公式反演坝面反射超压理论值。2.根据权利要求1所述的一种用于反演坝面水下爆炸压力的方法，其特征在于，步骤2中，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢文波，蒋宏杰，王高辉，陈明，严鹏，王洋，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：