随着科学技术的进步,爆破已成为发展速度最快的学科之一,早在80年代,我国杰出的科学家钱学森先生就曾指出:“爆炸的科学技术历来是军事科学技术的一个重要部门。它在工农业生产、工程建筑以及科学研究中的重要应用还是后来的事。可是,现在已经可以明确,它是一门应该大力发展的科学技术了”。近年来,通过吸收计算机科学、相关的边缘学科、现代数学方法等其它相关学科的最新成果对爆破理论的研究,以及大量采用先进的测量和监测仪器,加之新型爆破器材、先进的起爆系统和新型的施工机具的出现与应用,使爆破技术逐步脱离纯经验性的积累,开始以爆破理论为指导,对爆破参数进行优化设计,对爆破过程进行可靠控制,对爆破效果以及效应进行模拟预报等方向发展,开始由定性描述向定量分析过渡。现代科学技术在爆破中的应用现状及发展趋势是:
0.4.1 爆破理论的研究更加实用化、计算机化和科学化
(1)、许多新思想、新方法以及边缘科学、现代数学方法引入到爆破理论研究中。例如,把爆破过程视为一复杂的系统工程,在研究方法上,运用60年代发展起来的系统工程、信息论、控制论和70年代发展起来的耗散结构论、突变论及非线性理论等以及80年代发展起来的数值方法(Numerical Method(NMM)和中国留美学者石根华博士提出的非连续变形分析法(Discontinuous Deformation Analysis(DDA),同时引入概率论与数理统计、模糊数学、灰色系统、分形几何(Fractal Geometry)等不确定性模型(Vn- Deterministic Model)理论,以及最优化方法、有限元法、蒙特卡罗方法和多变量线性回归方法等现代数学方法,使爆破理论的研究更加科学化。
(2)、运用计算机防真、模拟、CAD系统、专家系统等计算机科学描述爆破裂隙的产生和扩展,预测爆破块度和爆堆形态,模拟爆破过程,使爆破理论的研究和爆破设计更加计算机化。
(3)、深入研究了裂隙岩体的爆破机理和岩体结构面对爆破的影响,使研究工作更接近于实际。
(4)、大量采用先进的量测技术,如高速摄影技术、图象分析技术、动光弹三维激光全息成像技术等,进一步揭示了爆破的本质。
(5)、运用相拟理论对各种爆破模拟试验进行探索(包括电比拟模拟试验、动光弹模型试验、脆性材料爆破模型试验等),以及从岩石、混凝土等材料的本构关系方面进行研究,为定量分析研究爆破作用的破坏机理奠定了基础。
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