雷美荣

（山西大同大学机电工程学院，山西大同037003）

钻孔爆破工程中，堵塞质量决定爆破质量，堵塞质量的高低直接决定爆破质量的高低[1-5]。堵塞质量高，爆生气体和爆炸产生的应力波作用于岩体的时间比较充分，破岩效果较好。为了提高堵塞质量，人们设计了多种堵塞结构[6]，如粘土堵塞结构，楔形体堵塞结构，胀裂管状堵塞结构等。为了验证这些堵塞结构的堵塞效果，往往需要现场爆破试验进行验证，而现场爆破试验成本较高，风险较大，后期实验数据的获得较为复杂，面向学生群体不切实际，为此，在理论分析了实验设计原理和计算原理的基础上，设计了一种简单易懂的冲击试验，验证了两种堵塞结构在冲击荷载作用下的堵塞效果，对于学生群体实验较为合理。

1 冲击试验设计原理

图1 冲击实验设计示意图

冲击实验设计，见图1。将质量为m的重锤摆至与竖向方向夹角为θ的位置，然后由静止开始释放，重锤会以摆线长为半径作圆周运动，重锤的重力势能转化为动能，当到达最低点时，重锤速度达到最大，此时，根据动量定理，求出作用在传递棒的冲击力，重锤对传递棒的冲击力为最大，然后根据冲击力得出冲击应力，同时测得在冲击应力下，堵塞物的冲击距离。摆角越大，重锤的冲击力通过传递棒的传递对堵塞结构的冲击力越大，堵塞结构的冲击位移就越大，通过不同摆角下，重锤对传递棒的冲击位移的变化验证堵塞结构的堵塞效果。……