近距离爆破对隧道衬砌影响的数值模拟研究

采用ANSYS/LS-DYNA对近距离爆破对隧道的影响进行了数值模拟,并将数值计算速度峰值结果与现场监测结果回归公式计算结果进行比较分析。结果表明：数值计算得到的速度峰值结果和回归公式计算结果吻合较好,采石场的爆破施工对隧道衬砌的安全不会产生不利的影响,数值模拟在研究爆破震动对衬砌的影响是可行的。     

基于有限元数值计算的硐室爆破震动分析

采用有限元方法对某硐室开挖爆破振动进行了数值模拟, 并与爆破振动现场测试结果进行了对比分析, 测试与数值模拟PPV峰值振动速度结果基本吻合。根据单元峰值有效应力进行回归分析, 得出衰减规律基本遵循负幂指数规律衰减。数值计算结果表明, 数值模拟能够揭示岩石内部的爆破情况, 反应岩石内部爆破应力分布的规律, 研究结果对爆破施工有一定的指导意义。     

矿山爆破震动速度的测试与分析

减轻矿山生产爆破所造成的地面震动强度一直是矿山安全生产中的一个重要课题。在对矿山生产爆破震动速度进行现场测试的基础上,采用数据统计分析理论和数值计算两种方法对不同间隔装药条件下的爆破震动速度的变化规律进行了分析研究,研究结果对矿山的安全生产具有重要意义。     

间隔装药爆炸地表垂直震动速度的数值计算

垂直震动速度是爆破震动强度的一个重要指标,在对以往垂直震动速度的预测方法进行回顾的基础上,提出了利用数值计算的手段对爆破震动速度进行估计的方法,同时对岩粉、水和空气3种不同间隔装药结构下的不同质点处的震动速度进行了计算。计算结果表明,在爆心距不太大的情况下,计算结果与实测结果吻合较好,而随着爆心距的增加误差有增大的趋势;对不同装药结构而言,水间隔装药条件下的地表垂直震动速度最大,岩粉间隔装药次之,空气间隔装药最小。     

露天矿爆破振动对建（构）筑物稳定性影响研究

采用试验和数值模拟的方法研究了露天矿爆破振动对矿山附近的边坡及民用建筑动力稳定性的影响。试验结果表明：露天采场当前爆破振动条件下,民房处的最大三维合成振速远小于安全允许质点振动速度,说明爆破振动对民房影响不大,数值模拟结果验证了这一结论,而边坡的最大三维振速在安全允许质点振动速度范围内。数值模拟得到了边坡在爆破振动条件下的安全系数范围1.742~1.843,说明边坡在爆破振动条件下处于稳定状态。因此采用《爆破安全规程》判定和数值模拟分析相结合的方法能够有效地对建（构）筑物的稳定性进行评价。     

台阶地形爆破振动放大效应研究

基于台阶地形爆破振动监测与数值模拟分析,对台阶地形条件下的爆破质点峰值振动速度放大现象进行了研究。结果表明:随着水平距离的增加,台阶表面质点峰值振动速度总体呈现减小的趋势,但在台阶中部会出现一定的放大现象;振动速度放大系数n随着水平距离的增大,先呈现逐渐增长的趋势,当水平距离增加到足够大时,放大系数n便维持在某一水平范围内;随着埋深的增大,振动速度放大系数n呈现逐渐减小的趋势。但受水平距离的影响较为明显,当水平距离增加到足够大时,放大系数n便不再随埋深发生较大变化。在量纲分析的基础上,结合现场观测数据与数值模拟结果,得出了台阶地形的爆破质点峰值振动速度计算模型,对类似工程的爆破振动速度计算具有一定的参考价值。     

邻近隧洞爆破的FLAC3D模拟

运用FLAC3D计算软件,对既有隧洞受邻近隧洞爆破震动的影响进行了模拟,得出在爆破地震波作用下,隧洞周边围岩应力、位移的分布情况和峰值振动速度的分布情况.     

露天煤矿爆破震动的模型试验及数值计算

基于量纲分析和相似性原理,通过小比例爆破震动模型试验和有限元软件,获得了不同装药结构和高程下露天煤矿的爆破振动速度与主频。结果表明:模型试验和数值计算在振动波形、质点振速幅值及频谱等方面具有较好的一致性;集中药包的爆破振动速度高于柱状药包,而且2种装药的振速衰减规律相似;爆破振动速度具有高程放大的效应,其放大程度与边坡角度正相关。     

爆破微差时间对顶柱回采效果的影响研究

针对盘龙铅锌矿顶柱回采过程中面临的各种复杂的技术条件,开展了爆破微差时间的研究。运用LS-DYNA数值模拟软件对炮孔起爆延时时间进行数值模拟,通过有效应力分析法与关键节点振动速度分析法分析判定各模型的爆破效果及不同时间间隔时爆破震动的特点。模拟研究得出:当起爆间隔时间在20～30 ms时,微差爆破的降振效果最好,能较好地改善边帮孔爆破效果。并在试验采场进行生产试验,取得了较好的爆破效果。     

孔间微差时间的1ms时间差对爆破振动的影响

目前,在岩土工程微差爆破领域的研究方面,普遍认为3ms以内的时间差对实际工程的爆破振动效果影响不大,对这方面的研究也不够深入。为此,本文借助数值模拟和工程试验的方法,研究孔间微差时间的1ms时间差对爆破振动影响。以自由面形成原理计算孔间微差时间,并以此为依据,按1ms等间距选择了9ms、10ms、11ms、12ms、13ms、14ms、15ms共7种孔间微差延迟方案进行数值模拟,以爆破振动速度确定最优微差时间。然后,通过工程试验验证最优微差时间的爆破振动效果。数值模拟和工程试验结果表明： 1ms和2ms的误差引起爆破振动速度的变化分别达到0.9%~8.1%和2%~13%,将孔间微差时间精确到1ms级对爆破减振有明显的效果,15ms孔间微差时间的爆破振动最小,对周边建筑物影响最小,监测点振动速度符合安全要求。     

基于EMD-HHT的地下浅孔爆破振动规律研究

为了研究金沙矿业官房矿段地下浅孔爆破作业过程中地震强度过大的问题,采取爆破振动监测手段在地表对两次不同炸药量的爆破作业进行监测。基于HHT方法和EMD分解对地下浅孔爆破地震波信号的峰值振速、频率和振幅进行了分析。结果表明:峰值振速反映爆破振动强度及最大荷载区域,主振频率反映爆破作业下建(构)筑物的动态响应情况。地下浅孔爆破振动信号的优势能量频带都在10～50Hz,在不同药量下爆破的主振频率一般不同,振动频率随药量的增加有向低频集中及瞬时输入能量增大的趋势。     

多点爆破震动速度衰减规律研究

爆破震动是引起地下矿山巷道破坏的重要原因,掌握爆破震动速度衰减规律,降低爆破震动危害,对矿山的安全高效生产有着重要意义。针对铁蛋山矿区爆破震动造成下盘沿脉运输巷道破坏严重的现状,开展了爆破震动监测工作。对于完整爆破信号数据,采用最小比例距离方法确定了多点爆破爆心距、炸药量和最大振速值的对应关系,为萨道夫斯基公式应用提供参数,并采用实例验证了该方法的可靠性。在此基础上,建立了铁蛋山矿区爆破震动速度衰减模型,获得了距离下盘沿脉运输巷道不同位置开采时所允许的最大单段药量。对矿山回采过程中的爆破参数进行了改进,不同区域采用不同最大单段药量,保证了沿脉运输巷道的稳定性和产能需求。     

爆破振动对上游式尾矿坝安全的影响

通过实测某矿业公司采场爆破在尾矿库基础坝处的振动加速度,将实测爆破振动加速度信号进行变幅处理后加载到依据实际尾矿库建立的有限元模型中。通过改变爆破振动幅值强度,系统研究了爆破振动对尾矿坝稳定系数、尾矿坝内孔隙水压力以及剪切应力的影响。研究表明：爆破振动对尾矿库影响存在振动强度临界值,当爆破振动强度小于临界值时对尾矿坝安全是有益的,而大于临界值则是有害的。通过有限元计算,综合安全稳定系数、孔隙水压力和最大剪切应力的变化,得出尾矿坝基础坝处的爆破振动临界加速度为0.266g,对应的振动速度为13.6 cm/s。若考虑应留有3倍以上安全储备量,则安全允许振动加速度0.089g,振动速度为4.5 cm/s。这一爆破振动速度安全判据对于类似尾矿库也具有参考意义。     

减振孔在缅甸某露天矿区爆破振动控制中的应用

在露天矿开采过程中,爆破振动达到一定强度时,会带来很多危害.缅甸某露天铜矿附近有一处寺庙,是当地居民重要的礼佛场所,为了降低矿山爆破振动对寺庙的危害,保证项目顺利开展,急需采取施工减振孔等控制措施,同时需在寺庙附近布置测点监测振动速度.本文按照入射地震波所穿越的介质形态分别讨论了预裂缝及减振孔的减振机理,对比分析了施工...     

基于量纲分析的爆破振动质点峰值速度预测公式

质点峰值振动速度预测是爆破设计及爆破灾害控制中的重要内容。基于量纲分析理论,引入爆破振动速度监测点与爆源之间的地形（高程差和水平距离）影响因子,重构了爆破振动质点峰值速度预测公式。采用多元非线性回归拟合法,结合某矿山爆破现场实测数据进行了质点峰值振动速度预测,并与常用的质点振动速度公式的预测结果进行了对比。结果表明：基于量纲分析构建的爆破振动质点峰值速度公式的预测精度更高,水平径向、水平切向、竖直方向上质点峰值振动速度的预测值与实测值之间的相对误差平均值均最小,分别为14.62％、12.46％、12.17％,预测精度较现有公式分别高出5.01%~10.28%、1.92%~10.55%、6.07%~16.16%。     

深孔台阶爆破近区振动强度分布的模拟研究

为了探索深孔台阶爆破近区振动强度的分布规律,基于现场单孔爆破试验,在爆区后方构建5排×17列的测点方阵模型,在考虑震波频率随传播距离衰减的基础上,利用Anderson线性叠加模型来模拟单排炮孔在不同爆破条件下振动“场”的变化情况。结果表明:随炮孔数目的增多,振速等值线外移,等值线中心逐渐与炮孔连线平行,平行炮孔连线方向上振速的增加幅度逐渐减小,垂直炮孔连线方向上振速沿传播距离的衰减速度逐渐增大;随炮孔距离的增加,炮孔连线方向上地震波能量流动比例增加,流动方向从近似沿小球面逐渐变为大球面扩散,振速等值线变得粗糙,平行炮孔连线方向上爆破近区中心一定范围内测点的振速减小,两边振速增大,垂直炮孔连线方向上近区测线振速沿传播距离的衰减速度加快,远区则减慢并最终趋于一致;随炮孔装药量的增加,炮孔连线上能量密度增加,振速等值线的强度增大,平行炮孔连线方向上爆破近区中心测点振速的增长幅度明显大于两边,垂直炮孔连线方向上振速沿传播距离的衰减速度逐渐增大。     

石灰石矿山台阶边坡爆破振速安全阈值研究

爆破是矿山露采的必要手段,爆破振速安全阈值的确定对矿山台阶边坡的安全开采起着重要的作用。以四川兴联石灰石矿山台阶边坡为例,采用速度判别法,选取规范中的爆破振速安全阈值为拟静力法和动力显示分析法作参考;采用拟静力法,选取优势结构面作为潜在滑动面反演得到爆破振速安全阈值;采用ANSYS/LS-DYNA的动力显示分析法,建立台阶边坡模型,选取模拟监测点数据与实际监测数据进行对比,并结合质点振动速度与应力进行回归分析得到爆破振速安全阈值。通过对三种方法的对比研究得到,拟静力法与动力显示分析法得到的结果接近,且符合速度判别法中的规范。综合三种分析方法最终对台阶边坡爆破振速安全阈值进行合理取值。     

露采爆破振动对拟建水库坝体影响研究

某露天采场采用中深孔爆破,采场最终边界附近拟建酸性水库坝体。为了研究露天采场爆破振动对坝体稳定性的影响,首先对露天采场爆破振动进行现场测试,对测试结果进行了回归分析,得到了爆破振动的最大振速公式;其次,根据现场实际情况对坝体处最大振速公式进行了修正;在此基础上,采用数值模拟的方法研究了露采不同时期爆破振动作用下坝体的安全系数。结果表明：露采一期爆破振动过程中,坝体是稳定的;露采二期爆破振动过程中,坝体稳定性较差,提出了降低单段最大药量的技术措施。