光面爆破的岩石裂纹扩展规律研究

光面爆破是一种控制爆破技术,为了实现更为精确的控制爆破效果,需要对光面爆破的岩石裂纹扩展规律进行研究。在光面爆破的初始裂纹产生阶段,利用数值模拟的方法,对光面爆破的弹性力学简化模型进行分析,得到了初始裂纹的起裂点位置以及初始裂纹长度。在爆轰气体驱动下,初始裂纹二次扩展。从裂纹扩展的能量角度,分析了裂纹扩展速度与裂纹长度的定量关系。基于断裂力学对裂纹二次扩展条件和二次扩展范围进行理论分析,定量描述了裂纹二次扩展长度与孔壁压力的关系。最后,在对光面爆破致裂机理认知的基础上,提出光面爆破中装药不耦合系数、炮孔间距、光面层厚度等参数的计算方法。     

深部岩石爆破主裂纹扩展方向与地应力的关系EI北大核心CSCD

岩石巷道掘进爆破表明,高地应力环境下的岩石破坏与低地应力条件下或浅埋岩体下的岩石破坏有所不同。其中,地应力对爆破主裂纹的扩展方向影响较大。该研究利用一种符合硬岩力学特性的透明模型相似材料,开展双向荷载作用下透明岩石爆破相似模型试验,研究初始地应力作用下岩石爆生裂纹扩展的规律。试验结果表明:具有初始静载作用的试件,其径向主裂纹的扩展由无初始应力时的放射状转变成沿着主应力方向扩展;径向裂纹的扩展长度和数量均随侧压力系数的增加而逐渐减小;最长径向主裂纹扩展方向与最大主应力方向的夹角随着侧压力系数的增大而逐渐增大。同时,基于爆炸力学、弹性力学和应力波理论,建立可定量描述初始地应力与爆破主裂纹扩展方向关系的等式,即tan φ=σ_(x)/σ_(y)(0≤φ≤45°)。由计算式所得主裂纹扩展方向与地应力方向的夹角和物理模型试验所得基本一致,这对理解高地应力条件下岩石爆破破裂机理具有重要的现实意义。     

静态控制爆破破岩断裂贯通机制研究

针对传统破岩断裂扩展模型在扩展长度和扩展时间上的不足,采用等效方法将钻孔在平面上简化为岩体裂纹,提出了基于岩体破裂单元的静态爆破断裂力学模型。通过静态爆破压的确定,采用断裂力学计算方法,获得了钻孔裂纹尖端的应力强度因子表达式。基于Charles方程描述的静态爆破岩石临界扩展速度与应力强度因子的关系式,得到了钻孔裂纹扩展的三阶段裂纹长度表达式,该裂纹长度可有效判定静态爆破压钻孔扩展历程和扩展时间,同时可为静态爆破设计提供理论依据。某高速公路顺层岩质边坡静态爆破清除工程应用表明,裂纹扩展速度的变化规律与Charles应力腐蚀压临界扩展原理较为吻合,三阶段裂纹扩展长度分别为6.5 cm、26.9 cm、39.8 cm,在此爆破参数条件下,裂纹在第Ⅲ阶段贯通破坏,经反算得出贯通时间约9.5 h,与现场观测记录的数据相吻合。     

不同聚能爆破模式应力波传播及裂纹扩展规律研究

为研究双向聚能拉伸爆破应力波传播及裂纹演化规律,采用理论分析、数值模拟等方法,研究单孔爆破、连孔爆破、间隔爆破爆炸应力波的传播形式和裂纹扩展规律。结果表明,连孔聚能爆破和间隔聚能爆破的裂纹扩展长度都在水平径向上达到了900 mm,而单孔聚能爆破仅600 mm,说明连孔聚能爆破时应力波的叠加使切向拉应力增大,聚能方向形成了与孔心连线相平行的裂纹,裂纹开裂延伸,直至贯通。间隔爆破时随着应力波的传播,裂纹尖端张拉应力区也不断向前推移,促使裂纹继续发展,直至贯通。该项研究在岩石成型爆破中提供了有效真实的参考依据,具有广阔的应用前景。     

兰尖铁矿边帮控制爆破的实践

兰尖铁矿需要用预裂爆破、光面爆破、刷帮爆破等不同的控制爆破技术来减小爆破震动及后冲对固定边坡的危害。文中概述了这些控制爆破的设计及施工中的关键问题 ;对预裂爆破布孔参数和单孔药量的选取以及缓冲孔的参数、超深、装药量和主爆孔药量与预裂爆破的关系进行了较详细的阐述。此外 ,讨论了光面爆破、刷帮爆破的布孔参数、装药量和装药结构。作者认为 ,预裂爆破可作为降震措施 ;在破碎带中可用光面爆破来保证边坡的平整和稳定 ;特殊情况下才采用刷帮爆破来清理边坡     

光面爆破断裂原理的探讨

前言光面爆破是一个动态断裂过程,即爆轰气体膨胀到孔壁时的动压力使孔壁出现沿光爆面的径向初始裂纹,随后在准静压力的作用下,初始裂纹进一步向前扩展延伸,并在两孔中央处相遇贯通。基于以上认识,本文应用断裂力学的理论对光面爆破的成缝机理作进一步探讨。     

主动围压下岩石爆炸动态响应数值模拟

针对深部岩石在爆破作用下的失效机理和破坏过程,基于ANSYS/LSDYNA软件,在水平方向和竖直方向进行围压约束来模拟岩石受到的地应力作用。选取单向围压、等值双向围压和非等值双向围压对中心孔爆破下岩石动态响应进行研究。将数值模拟结果与模型实验结果对比,分析爆炸应力波的传播过程,并讨论了不同围压约束对爆炸后裂纹扩展的影响。结果表明,初始围压作用对爆炸应力波的传播影响较小;初始围压会抑制爆破裂纹扩张;竖直方向围压主要抑制水平方向裂纹扩张,水平方向围压主要抑制竖直方向裂纹扩张。     

主动围压下岩石爆炸动态响应数值模拟

针对深部岩石在爆破作用下的失效机理和破坏过程,基于ANSYS/LSDYNA软件,在水平方向和竖直方向进行围压约束来模拟岩石受到的地应力作用。选取单向围压、等值双向围压和非等值双向围压对中心孔爆破下岩石动态响应进行研究。将数值模拟结果与模型实验结果对比,分析爆炸应力波的传播过程,并讨论了不同围压约束对爆炸后裂纹扩展的影响。结果表明,初始围压作用对爆炸应力波的传播影响较小;初始围压会抑制爆破裂纹扩张;竖直方向围压主要抑制水平方向裂纹扩张,水平方向围压主要抑制竖直方向裂纹扩张。     

三山岛金矿辅助斜坡道光面爆破方案研究

采用先施工导硐、后施工光爆层的二次成巷方案,通过合理地优化爆破设计以及多次对现场光面爆破方案进行总结和完善,使得光面爆破在三山岛金矿辅助斜坡道施工中得到成功的应用,提高了斜坡道施工进度,确保了该矿资源开采的安全性.     

岩石爆破裂纹的起裂,扩展,分岔与止裂

为研究断裂控制爆破,有效地控制裂纹的发生位置,传播方向,开裂长度,本文总结和探讨爆破岩石纹起裂,扩展,分岔和止裂的规律,并用裂力学研究其作用机制。     

岩石定向断裂控制爆破原理与参数研究

文章依据断裂力学理论,论述岩石定向断裂控制爆破炮孔间贯通裂纹形成的原理,分析岩石中固有裂纹大小对炮孔装药量和炮孔间距的影响;同时提出爆破参数的设计原则和方法。     

层理面对水压爆破应力波传播规律的影响

水压爆破应力波的传播过程决定了爆破的作用效果及影响范围,层状岩体中的层理面特征对水压爆破应力波的传播路径及衰减具有直接影响.为明确水压爆破应力波在层状岩体内的传播规律及影响因素,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了层理面位置及其介质属性对水压爆破应力波传播的影响规律.结果表明:水压爆破相对于常规爆破产生的初始应力...     

深部岩体中切槽爆破机理实验分析

深部岩体爆破致裂是初始应力场和爆炸动态载荷叠加作用结果,采用动静组合加载试验装置和焦散线实验系统,在PMMA模型试件中施加初始静态应力场和爆炸动态载荷,探讨炮孔切槽与水平方向成不同角度(0°,45°和90°)下,初始应力场对爆生裂纹扩展规律的影响效应。实验结果表明:①初始压应力场中,切槽孔的存在改变了圆形炮孔周边应力集中;②0°角时,初始应力场降低了裂纹尖端应力集中,抑制裂纹的扩展,且应力越大,抑制效应越明显,但不改变爆生裂纹的扩展方向;③45°角时,初始应力场改变了裂纹扩展模式,由Ⅰ型断裂向混合型转变,随着应力越大,Ⅱ型断裂越明显,且裂纹向最大主应力方向偏转;④90°角时,初始应力场提高了裂纹尖端应力集中,促进裂纹的扩展,且应力越大,促进效应越明显,不改变爆生裂纹的扩展方向。研究结果为深部岩体中开展切槽爆破技术提供理论指导。     

聚能效应在岩石定向断裂控制爆破中的研究

针对目前石材开采面临的问题，对采用聚能药包岩石定向断裂控制爆破技术时的裂缝(纹)起裂和扩展的机理进行了探讨，同时对该法的爆破参数进行了设计；实验室和现场试验验证结果表明，由聚能射流形成的切缝有明显的定向作用，使爆生气体的能量沿预定方向集中，裂纹的定向断裂控制效果良好，表明该法是一种比较理想的断裂控制爆破技术；研究成果对相关理论研究和现场应用均有一定的指导意义，该法将会成为岩石定向断裂控制爆破发展的一个方向。