旋转射流是指喷嘴不旋转的条件下产生的具有三维速度、射流质点沿螺旋线轨迹运动而形成的扩散式射流,是自由射流加旋转的一种复合流动,其流动情形较为复杂,大多处于紊流状态。旋转射流清除浅埋地雷表土是利用水射流排雷的一种技术方法,该技术的研究与应用不仅提高了排雷效率,而且进一步拓宽了水射流的应用范围。目前排雷的方法主要有:电磁排雷、雷达排雷、新型声学排雷以及火箭推进排雷等。水射流排雷技术是新近兴起的一种排雷方法,目前还处在探索阶段,缺乏系统的理论及应用研究,本文依托理论分析与实验室模拟试验,从结构设计、破土理论、试验分析几个方面对其进行深入细致的研究。利用高压水射流技术进行探、排雷具以下显著特点:水介质传输方便,便于实现远距离和野外作业;在工作过程中喷头与靶件处于非接触状态,因而便于实现光控、数控或机械手控制;工作过程中不会产生高温、火花、粉尘,不改变材料的力学、物理和化学性能,是目前唯一的一种冷加工手段。由此可见,高压水射流技术尤其适合在易燃易爆的危险环境中进行作业。基于旋转水射流理论和土力学理论,分析了射流对土体表面的作用力以及旋转射流破土机理,认为射流的作用压力是土体发生破坏的最根本的外在因素,而土体的临界破坏力是由其内在因素即土体的物理力学性质决定的,只有当射流的作用力大于土体的临界破坏力,土体才可能发生破坏。建立了模拟试验系统,试验结果表明,提高旋转射流破土效果必须增大射流功率,提高射流压力对破土的效果提高是很明显的。靶距的选择与破土效果的关系也能通过试验确定。本文对旋转射流的运动规律和破土机理进行分析,致力提高其在排雷方面的应用,是一门非常重要的课题。采用理论和试验相结合的方式,对水射流排雷进行系统的探讨,这对探索新的排雷技术和方法显得非常有理论和实际意义。