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为了提高现场混装乳化炸药的爆炸性能，将氮元素含量丰富的氮化硅引入炸药，通过空中爆炸、爆速和铅柱压缩实验，测定了氮化硅含量对现场混装乳化炸药空中冲击波参数、爆速和猛度的影响。实验结果表明，随着氮化硅含量从0%提升至1.2%：炸药的密度由1.02 g/cm3提升至1.11 g/cm3；空中冲击波压力峰值由0.1156 MPa提升至0.2977 MPa再下降到0.2408 MPa，最大峰值为最小值的1.57倍；比冲量由9.22 Pa•s提升至23.00 Pa•s再下降到19.59 Pa•s，最大比冲量为最小值的1.49倍；爆速则呈现先下降（3265.66 m/s）后上升到（4830.60 m/s）再下降（4541.51 m/s）的变化趋势，最大爆速为最小值的1.47倍；猛度由13.86 mm提升至19.40 mm再缩减到17.18 mm，最大猛度为最小值的1.40倍。实验结果显示，氮化硅能够提高现场混装乳化炸药的爆炸性能，对现场混装乳化炸药配方优化设计具有一定的参考意义。
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为提升现有类混凝土材料的动态性能，在超材料混凝土基质中加入橡胶骨料形成新型抗冲击材料，并对其细观力学模型在冲击荷载作用下的动态响应进行数值模拟。对试件内各组分含量、级配、分布情况及适用材料模型进行系统标定和验证，进而分析了橡胶超材料混凝土在冲击荷载下的衰波能力及各组分相互作用规律。充分探讨了橡胶骨料在高幅值荷载下对橡胶超材料混凝土破坏模式、损伤区域和损伤程度的影响，并对橡胶含量及粒径进行参数分析。数值结果表明：橡胶骨料的加入不仅使混凝土的损伤区域呈现“分散”特征，还能够有效减缓试件损伤程度；橡胶骨料可提升试件韧性，抑制损伤程度的加剧；高橡胶含量对试件强度造成负面影响，形成损伤抑制与损伤加剧之间的矛盾，为确保二者平衡，建议橡胶骨料占骨料总体积的15%~30%。以上结果说明，在超材料混凝土内加入橡胶骨料能够有效提升试件动态性能，为未来抗冲击材料的设计和工程应用提供参考依据。
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采用准静态单轴压缩实验、循环压缩实验和有限元数值模拟，对不同角度、间距和连接方式的多层嵌套内凹六边形单胞结构及其串联结构的变形行为和吸能特性进行分析。结果表明，多层嵌套结构多发生剪切变形，应力小且多集中在斜杆连接处；角度更大、间距更小的交替方式连接的单胞结构拥有更长的平台期；负泊松比单胞结构的角度为65°的试件吸能更好，且同向连接以及间距增大有助于吸能的提升；角度和间距对串联结构平台期的影响与单胞结构相同，连接方式的影响则相反；角度和间距的增大、连接方式的改变与吸能成正反馈；在循环压缩实验下，试件更易发生分层破坏和塑性断裂，多出现在二次循环后，并伴随着应力软化和能量耗散行为，其效果随着循环次数的增加而加重。
阅读全文爆炸抑制技术是减轻瓦斯爆炸事故灾后影响的重要手段。为探究两相复合抑爆剂的抑制效果，选取碳酸钾改性干水粉体和六氟丙烷（C3H2F6）气体为抑爆介质，通过试验研究了二者复配影响下甲烷爆炸压力和时间参数的变化规律，并对其协同抑爆机理开展了理论分析。试验结果表明，在富燃工况下，甲烷爆炸的快速燃爆时间和持续燃烧时间随着碳酸钾改性干水和C3H2F6配比的增加而增加，碳酸钾改性干水大幅提升了C3H2F6的抑制效果。贫燃、化学当量比和富燃工况下，气-固两相抑制剂的临界抑爆配比分别为5%-6 g、3%-6 g、1%-4 g。理论分析结果显示：复配抑爆剂对甲烷爆炸的物理抑制作用表现为稀释可燃物浓度、降低反应体系温度和稀释氧浓度；化学抑制作用方面，碳酸钾和C3H2F6热解产生的KCO3、KOH、OH和含氟基团降低了甲烷爆炸链式反应产生的关键自由基浓度。研究结果可为清洁抑爆材料及相应抑爆技术的研发提供理论依据。
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爆破开挖是提升运河航道扩挖效率的重要施工方法，但其引起的爆破振动效应可能对既有水道的桥梁下部结构产生不利影响。为阐明桥梁下部结构在爆破开挖振动作用下的动力响应特性，依托平陆运河航道扩挖爆破工程，结合经现场测试验证的有限元数值模拟方法，分析了爆破影响下邻近桥梁下部结构的应力和振速分布特征，基于最大拉应力准则，提出了桥梁下部结构的安全振速阈值。结果表明：在运河爆破开挖振动作用下，桥梁桩基与承台交接处产生最大拉应力；下部结构振动较大的部位主要位于桩基；以承台为监测点的桥梁下部结构的安全允许振速为3.2 cm/s。
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剪切增稠液（Shear Thickening Fluid, STF）浸渍凯夫拉（Kevlar）织物是一种新型复合材料，与纯Kevlar织物相比，具有更好的抗冲击性能，研究其动态本构模型具有重要的理论意义和应用价值。首先，通过引入动态增强因子（应变率效应）和残余强度因子，结合STF的流变特性与纱线拔出实验结果，发展了STF浸渍Kevlar织物的连续介质损伤力学本构模型；然后，利用提出的本构模型，开展了不同冲击速度下STF浸渍Kevlar织物侵彻的数值模拟；最后，将模拟结果与文献中的相关实验结果进行对比分析。结果表明：所建立的本构模型能够预测STF浸渍Kevlar织物在冲击载荷作用下的力学响应和破坏形貌，并且能够描述STF浸渍后Kevlar织物抗冲击性能的增强效应。
利用纤维水泥板、蜂窝铝板和铝合金板组合设计了一种新型的变电站装配式墙板结构，通过实验研究了该结构在爆炸载荷下的动力响应特性。考察了不同炸药量、不同装药距离时的超压载荷特征，分析了蜂窝孔径等参数对结构变形失效模式、背爆面挠度及应变、芯层压缩量、纤维水泥板裂纹分布的影响。结果表明：在有限空间内，爆炸超压的时间特征与在无限空间中类似，中心独立测量的超压峰值和正压持续时间分别为边缘直接测量的2.4～10.0倍和0.44～0.71倍；结构主要呈现前面板凹陷、后面板凸起的变形模式；迎爆面纤维水泥板水平裂纹多分布于长边边界处，背爆面裂纹多分布于中心和对角线附近；与较小孔径的蜂窝结构相比，具有较大孔径的蜂窝结构的背爆面残余挠度较大，纤维水泥板裂纹总长度较长。因此，小孔径蜂窝板具有较好的抗冲击性能。
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结合实验与数值模拟，系统地分析了泡沫铝夹芯管在侧向爆炸载荷下的动态响应和能量吸收性能。通过弹道摆锤系统，开展了一系列侧向爆炸实验，分析了结构的几何参数、泡沫铝的相对密度以及炸药质量对泡沫铝夹芯管变形模态和抗爆性能的影响，获得了泡沫铝夹芯管在爆炸载荷作用下的最终变形模态和挠度。基于实验结果，通过数值模拟进一步比较了泡沫铝夹芯管和空心圆管夹芯管的抗爆性能，对空心圆管夹芯管在梯度和非梯度设计下的表现进行了对比分析。结果显示：在相同条件下，空心圆管夹芯管的最终变形均大于泡沫铝夹芯管，但两者之间的差异并不显著。在梯度空心圆管夹芯管结构中，最外层壁厚最大、中间层最薄的梯度配置在提升抗爆性能方面具有最佳的效果。此外，梯度空心圆管夹芯管的抗爆性能明显优于非梯度结构。
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为解决机器学习岩爆预测中存在离群样本、样本不均衡、麻雀搜索算法易陷入局部最优等问题，从数据预处理和算法改进两个角度建立岩爆预测模型。首先，基于岩性条件、应力条件，选取围岩最大切向应力、抗压强度、抗拉强度和弹性能量指数作为特征指标，采用3种机器学习算法，结合5折交叉验证方法，构建预测模型。在数据预处理阶段，收集174组国内外岩爆案例建立数据库，针对离群样本，引入局部异常因子（LOF）算法，根据岩爆等级逐级检测并剔除离群样本；针对样本不均衡，引入自适应过采样方法（ADASYN）增加少数类样本数目。采用3种混合策略改进麻雀搜索算法，利用改进麻雀搜索算法（ISSA），对极限梯度提升树（XGBoost）、随机森林（RF）、多层感知机（MLP）3种机器学习算法参数寻优，分析准确率、精确率等多个评价指标，对模型有效性验证。结果表明：对于新构建的最优模型ISSA-XGBoost准确率达到了94.12%，具有较高的预测准确率，此外，对4种特征指标进行特征重要性分析，确定了围岩最大切向应力是最重要特征。
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为解决Invar合金在实际应用中硬度低，使用寿命有限的问题，采用双辉等离子表面合金化技术(DGPSA)在Invar合金表面制备了Mo及CoCrFeNiMn硬质涂层，使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了两种涂层的相结构、微观结构及元素分布。采用纳米压痕法研究了加载应变率对于两种硬质涂层表面硬度、弹性模量和蠕变性能的影响。制备Mo涂层厚度约为8.3μm，涂层内部致密均匀,涂层具有体心立方结构(BCC)；制备的CoCrFeNiMn涂层约为10μm，涂层内部存在少量孔隙，涂层具有面心立方结构(FCC)。纳米压痕实验测得Mo涂层和CoCrFeNiMn涂层的硬度分别为15.49GPa和8.18GPa，弹性模量分别为278.7GPa和227.12GPa，两种硬质涂层均显著提高了Invar合金的表面硬度、弹性模量且两种涂层均具有足够的韧性。两种涂层硬度均随应变率的增大而增大，展现出明显的应变率效应，弹性模量基本保持稳定。同时，两种涂层的蠕变行为会受到加载应变率的影响，两种涂层的纳米压痕蠕变行为主要表现为位错运动，Mo涂层的改性效果要优于CoCrFeNiMn涂层。
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C3N4在超硬材料合成和光催化等方面有广泛的应用，但对它在高压高温下的相变和物理行为并不完全清楚，因此研究其热化学状态方程十分必要。本文利用分解相边界及常温压缩线数据，为定量研究C3N4热化学状态方程提供了一种高精度、低成本的新方法。本文为C3N4的石墨相和正交相建立了三项式热化学状态方程，由它计算的诸多物理量都与第一性原理计算值和实验值吻合良好，证明了热化学状态方程的可靠性。本文利用C3N4热化学状态方程对特定温度压力下C3N4的争议相做出了初步判断。本文尝试将C3N4热化学状态方程加入到新型富氮炸药5，5′-联四唑-1，1′-二氧二羟铵(TKX-50)的爆轰参数计算研究中，显著降低了TKX-50爆轰参数计算值和实验值长期存在的误差，为新型炸药爆轰机理的研究提供了新参考方向。
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针对实际应用中激波与物质近表面孔洞和杂质等相互作用中的界面邻近效应，通过数值模拟开展了下游平面重-轻界面对激波诱导重气柱演化影响的简化机理研究。结果表明，激波冲击气柱形成的衍射和透射波系依次冲击下游界面，在气柱与下游界面之间形成来回反射的波系结构，这些波系不仅影响气柱的界面演化，而且在下游界面诱导产生射流。在不同的界面间距条件下，气柱外部衍射波系在下游界面的反射波系类型不同，这些反射波系及气柱内部聚焦波系冲击气柱右极点的先后顺序也存在差异。在界面间距较小时，气柱射流可以穿透气柱与下游界面之间的间隙流体，并与下游界面射流耦合，显著促进气柱射流的演化。随着界面间距的增大，射流耦合现象逐渐消失，气柱射流转而被气柱涡对抑制。当界面间距进一步增大时，气柱射流又会因下游界面反射稀疏波系的拉伸作用而被促进。此外，在不同的界面间距条件下，下游界面的存在均对气柱界面宽度、高度的发展及环量沉积起到促进作用。
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RHT本构模型(Riedel-Hiermaier-Thoma model)被广泛地应用于爆炸冲击、侵彻等问题的数值模拟和分析中，而模拟结果的准确性很大程度取决于所采用的本构模型和模型中的参数取值。为完成不同岩石RHT模型中参数B、gt*、e0c、e0t、ec、et的敏感性分析及参数确定，利用LS-DYNA开展单一因素变化下的弹体侵彻靶体及SHPB冲击试验进行模拟试验，分析其取值变化对模拟结果的影响，进而通过正交试验对参数交互效应分析并进行确定。研究结果表明：不同工况条件下，参数B、gt*、e0c、e0t、ec、et敏感性排序存在差异，并确定了上述参数对SHPB冲击曲线弹性阶段、线性强化阶段及损伤软化阶段的影响；进一步利用SHPB冲击正交模拟试验验证上述参数间无显著交互作用，单因素敏感性分析结果有效，并量化分析得到花岗岩、红砂岩及大理岩RHT模型中上述参数的最优取值结果。研究结果可为岩石类RHT模型参数敏感性分析及确定提供参考。
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为解决材料或结构在服役环境中其内部应力难以评估的问题，提出一种有限元与微压入测试相结合的方法。以CoCrFeNiMn高熵合金为研究对象分别在不同加载速度下开展了压缩、剪切和微压入测试，并基于非对称初始屈服函数、Swift硬化与关联流动法则，构建了该材料的弹塑性本构模型。利用应力积分算法将该本构模型程序化并接口到ABAQUS有限元软件中，进一步通过对比分离式霍普金森压杆（SHPB）与压入模型的有限元仿真结果与实验结果，验证了模型的可靠性。基于SHPB模型，进行了动态压缩实验的数值仿真，并将不同动态变形时刻的应力场作为初始应力（内部应力）场导入压入模型中，进行压入仿真分析。结果表明，加载阶段的初始应力场会显著降低相同压入深度下的压入载荷，且这一降低幅度随着应力的增加而增大；此外，初始应力场的存在会进一步减弱压入过程中的应力集中。通过对不同压缩量下的压入位移载荷曲线进行定量分析，揭示了不同初始应力条件下材料的压入响应规律，研究结果为服役条件下材料或结构内部应力的评估提供了参考。
陨石撞击事件被认为是早期地球大气成分变化的重要驱动因素之一，对生物演化产生了深远影响。含硫矿物在这类自然撞击事件中的物理化学行为对于理解硫元素在地球海洋-大气系统演化中的作用至关重要。为此，通过天然含硫矿物黄铁矿（FeS2）在约20和55 GPa冲击压力下的回收实验探究其在高速撞击条件下的分解特性。实验结果表明，在约55 GPa的冲击压力下，黄铁矿部分分解为磁黄铁矿和单质硫，揭示了黄铁矿在陨石撞击相关环境下具有热力学不稳定性，并伴随着硫的释放。这一脱硫反应可能为含硫气体注入海洋和大气系统提供了新的路径，由此引发的环境变化可能与约2.5亿年前二叠纪末期的生物灭绝事件存在关联，为理解该时期的生物危机提供了重要线索。
金刚石压腔是被广泛使用的静高压装置之一，具有压力范围宽，光学适用性优良以及使用便利等优点，对高压科学的发展起到了巨大的推动作用。然而，压力较高时，传压介质固化等因素可能造成压腔内静水压环境失衡，从而产生压力梯度。采用皮秒超声技术测量压腔内各处的声学信号，通过声学数据分析获得了高压下样品腔内硅油的压力分布，结果显示：压力梯度随压强的升高而增大，从1 GPa时的1.3×10−4 GPa/μm增长为30 GPa时的5.3×10−2 GPa/μm。该方法不仅克服了以往实验技术在信号测量连续性、样品选择等方面的限制，还可在普通实验室搭建和使用。此外，还结合原位拉曼光谱技术，分析了加压过程中硅油中压力标准差的异常波动，该波动可能与硅油在经历了玻璃化转变之后发生固-固相变有关。
为了提高CO2相变激发药剂的性能，向激发药剂中分别加入质量分数为2%、4%、6%、8%和10%的钛粉，并调整草酸铵和水杨酸含量，使药剂接近零氧平衡，通过现场引燃试验、热重法、耐温性能测试和理论计算，研究其引燃可靠性、压力性能、热分解特性、安全性能和耐温性能。结果表明：加入质量分数为2%、4%、6%、8%的钛粉后，管内激发药剂均能被成功引燃；峰值压力与药剂放热量直接相关，在本试验的添加范围内，质量分数为8%钛粉激发药剂的管内压力性能最好；添加8%钛粉不调整零氧平衡、通过草酸铵调整零氧平衡、通过水杨酸调整零氧平衡的峰值压力分别提高了11.81%、14.27%、17.85%；3个样品的表观活化能变化分别为−5.96、33.47 和6.80 kJ/mol；调整零氧平衡可以优化激发药剂的热稳定性，加入8%钛粉后激发药剂的安全性良好，温度指数
为研究水含量对多孔粒现场混装铵胺炸药性能的影响，通过控制水相中的水含量，制备5组不同水含量的现场混装铵胺炸药。使用扫描电镜观测多孔粒状硝酸铵的微观结构，用Brinkley-Wilson法计算了炸药的爆热和爆速。测试了不同水含量下多孔粒状硝酸铵的溶解度，以及铵胺炸药基质的黏度、炸药的浸水电导率和爆速。结果表明：当水的质量分数由9%增至17%时，铵胺炸药基质的混合均匀度增加，初始黏度由
为了提高年轮式超高压模具腔体的极限承压能力、增大腔体容积，提出了一种缠绕离散式大腔体超高压模具结构，该模具主要由离散式压缸、支撑环和钢丝缠绕层组成。离散式结构消除了整体式压缸的周向应力，模具无需使用大尺寸硬质合金和支撑环，可有效提高模具的极限承压能力，降低模具制造难度，易于实现模具腔体大型化。对模具关键参数进行计算，得到确定模具结构最佳尺寸的方法。数值模拟结果表明：在相同的工作内压加载下，离散式压缸的应力值更低，压缸内壁的应力环境得到有效改善。对缠绕离散式大腔体超高压模具的极限承压能力进行预测，发现随着离散块数量的增加，模具的承压能力逐渐增强，但是增长速度越来越缓慢。因此，不能通过无限增加离散块数量来增加模具的极限承压能力。分析表明，缠绕离散式大腔体超高压模具的承压能力更高，降低了模具的运行成本。研究结果可为大腔体、高承压能力的超高压装置设计提供新思路、新方法。
为揭示高压脉冲水射流喷嘴内外速度的演化规律及高压脉冲水射流冲击下受载煤岩的冲击破坏特征，基于SPH-FEM（smoothed particle hydrodynamics-finite element method）耦合算法，采用具有正弦函数特性的速度挤压管道内柱塞以实现水射流速度的周期性变化，获得了水射流速度在喷嘴内外的演化规律，对比分析了脉冲射流冲击下受载和非受载煤岩破坏特征的时序特性，揭示了平均速度、脉冲幅值及脉冲频率等关键参数对煤岩损伤破坏特征的影响规律。结果表明：水粒子在喷嘴内外的速度演化过程依次经历了管路中的静止阶段和瞬态突增的低速阶段、喷嘴收敛段的加速阶段、出口直线段的微加速阶段、出喷嘴后的正弦脉冲变速阶段4个阶段。无应力和二维应力加载工况下，煤岩的破碎坑分别呈畸形化发展和碗状向U形演变。二维应力加载工况下，煤岩内部裂纹的衍生及传播受到抑制，煤岩破碎效率降低，脉冲射流的破碎效率高于连续射流的破碎效率。随着柱塞平均速度、脉冲幅值的增大，受载煤岩的破碎深度和破碎面积均呈指数增大。随着脉冲频率的增加，受载煤岩的破碎深度和破碎面积均呈先增大后减小的变化趋势。存在破碎煤岩效果最优的脉冲频率。研究成果可为高压脉冲水射流破碎受载煤岩的效率提升和工艺参数优化等提供理论指导。
为研究在近距离爆炸载荷作用下内置拉结筋聚脲涂覆砌体填充墙的动力响应过程、毁伤特征和破坏模式，对不同聚脲涂覆方式和涂覆厚度的砌体墙进行了近距离空爆试验，结合LS-DYNA软件开展了数值模拟研究，基于砖墙、钢筋和聚脲涂层的抗力函数建立了改进的等效单自由度理论计算模型。等效单自由度模型可以准确地描述内置拉结筋涂覆聚脲加固墙体在近场爆炸载荷作用下的位移响应过程。在近场爆炸工况下，根据墙体的面外响应特征，总结出3种近场爆炸破坏模式：表面砂浆层损伤、开坑位错及背面鼓包、贯穿损伤。随着拉结筋数量的增加，墙体的抗爆性能增强，临界贯穿破坏装药量增多。
以济南轨道交通7号线“水屯北路站”为例，基于LS-DYNA软件中的流-固耦合和完全重启动算法，开展了地铁结构由外及内的钻地弹先侵彻后爆炸以及由内及外的大当量TNT装药内部爆炸作用下结构毁伤破坏效应的数值模拟。首先，对已有弹体先侵彻后爆炸一次打击试验进行了数值模拟，验证了数值建模方法和材料模型参数选取的准确性。在此基础上，建立了3种由外及内的先侵彻后爆炸和3种由内及外的内爆炸三维数值模型，分析了地铁结构损伤破坏模式和对人员及附属构件的毁伤情况。数值模拟结果表明：钻地弹在地铁站上方先侵彻后爆炸作用时，地铁结构的损伤破坏模式为局部损伤；地铁结构内部爆炸时，超压峰值在爆炸近区衰减较快，在爆炸中远区衰减较慢。研究结果可为进一步探究内爆炸作用下地铁结构径向和法向冲击波传播衰减规律提供参考。
为了探究不同喷射压力对受限空间内汽油的燃爆特性的影响，运用20 L球形爆炸测试装置，对不同喷射压力下汽油云雾燃爆的特征参数变化、火焰传播、温度变化进行了测试。结果表明：最佳喷料时间为100 ms，最大燃爆压力和最大燃爆压力上升速率随喷射压力的增加呈线性上升趋势，燃爆持续时间则呈线性下降趋势。喷射压力的变化对燃爆持续时间的影响更为显著，汽油的燃爆效率随着喷射压力的增加而显著提高。基于比色测温方法对火焰温度场进行重构，发现最高平均温度与喷射压力呈线性关系，最高平均温度随喷射压力的增加而升高。通过火焰传播过程中云雾形态和火焰温度的变化情况，就喷射压力对汽油云雾燃爆的影响进行了分析。研究结果可为增压直喷式内燃机的设计以及汽油内燃机燃烧效率和经济性的提升提供理论参考。
