郭颍奎 韩晓育 孟闻远

摘要：运用ANSYS/LS-DYNA有限元程序模拟了冰体水下爆破过程，开发了一系列专用于破冰防凌的器材，对器材装药量、引信及水下埋深等指标进行了设计，成功进行了水下爆破试验，能量利用率比冰面爆破提高近20倍，实现了“快、准、大、省；机动、高效、简便”的目标，形成了一套安全、高效、低耗、系统和易操作的防凌减灾新技术，为我国北方江河冰凌灾害防治提供了有利参考。

关键词：防凌减灾；破冰器材；新技术

致灾的冰凌按其形态分为冰盖、流凌、冰塞、冰坝。目前傳统的冰凌防治技术以被动减灾为主要特征，在技术上存在着局限性，如：①从爆破技术上，冰面爆破属于无控爆破，能量利用率低；②从防灾组织上，调用部队的装备和制式弹药实施定点爆炸，需要调用时间周期，有时以误防凌时机；③从破冰器材方面，现有的爆破方法，机动性差、效率低、无成型的系列专用器材。一改传统的思路，提出了一套切实可行、方便高效的冰凌防治新技术。

一、冰的物理力学特征研究及防凌减灾新思路

（一）冰的物理力学特征

率先采用“微机伺服岩石高低温三轴试验机”进行冰样三轴压缩试验，测定不同水样、不同温度、不同加载速度情况下冰的物理力学参数，得出一些有效数据，为数值模拟提供参考依据。

冰是具有晶体结构的固态物质，其强度和变形性质具有明显的方向性。冰的强度和冰温、冰密度、含盐量等有关。

冰的力学性质主要受其分子中氢键特性的影响，在不同压力作用下会呈现出弹性、塑性及脆性状态。……