岩石爆破损伤断裂的细观机理

基于现有岩石爆破机理和岩石细观损伤力学,认为岩石爆破损伤断裂过程包含有爆炸应力波的初期动态损伤演化阶段和后期爆生气体作用下的准静态损伤演化阶段,并分别建立了这两个阶段的损伤模型和断理解准则,阐述了岩石爆破损伤断裂的细观理论。     

基于综合考虑损伤与断裂的岩石爆破破坏力学模型

本文首先对岩石爆破断裂和损伤理论模型进行了回顾,重点分析了目前在岩石爆破领域中得以广泛应用的损伤理论模型。通过分析指出,断裂力学模型和损伤模型都属于线弹性范畴的力学模型。并指出这些理论模型与实际岩石模型的差距,在此基础上提出了岩石爆破的破坏力学模型,为以后的岩石爆破理论模型研究指明了方向。     

岩石爆破损伤断裂中的逾渗行为

爆破载荷作用下岩石损伤演化具有明显的逾渗效应，采用逾渗模型来描述岩石爆破损伤断裂之一过程是可行的，提出了进一步可能的研究途径。     

填塞长度对单孔爆破轴向损伤分布影响研究

为研究在爆破过程中填塞长度对圆柱岩样爆破效果的影响,通过数值模拟方法建立了分区域圆柱岩样单孔装药的三维模型。通过改变填塞长度,对爆破过程中填塞物及圆柱岩样的损伤情况、位移变化和裂纹扩展进行了对比分析。结果表明：模拟结果与圆柱岩样实验室爆破裂纹扩展与损伤情况相一致,验证爆破模型可有效模拟岩石爆破过程。在填塞长度为炮孔长度的23.7%内,填塞长度的增加可显著抑制填塞物冲出炮孔程度,而超过此区间后,单位抑制效应微弱。填塞长度从炮孔长度的7.9%到39.5%,岩柱表面裂纹网络复杂程度逐渐降低,但裂隙宽度显著增加。在炸药引爆后岩柱中部区域的损伤值最高,在填塞长度为炮孔长度的23.7%时取得最高值为0.75。在岩柱上部区域,损伤随填塞长度呈现凹形变化,差值在0.0543;而五种填塞长度在岩柱中部区域的损伤差值最大,为0.0679;对岩柱下部区域的损伤影响较小,变动幅度为0.0099。填塞长度的合理选取为实现精确区域爆破和提高爆破效果提供了新的途径。     

数值分析模拟爆生气体作用下岩石裂纹扩展研究进展

论述了岩石爆破理论,岩石在爆炸应力波和爆生气体作用下的损伤断裂机理.及爆生气体的准静态作用对裂纹扩展的影响,阐述了岩石爆破模型的研究现状,并总结爆生气体作用下岩石裂纹的扩展过程数值模拟的最新进展,从而推动岩石爆破理论的发展.     

炮孔填塞对爆破作用影响的试验研究

<正>一、引言 岩石介质内受载强度及载荷作用形式取决于炸药种类、药量、填塞物、岩石性质和炮孔的几何尺寸等。这些因素的综合作用决定着岩石的最终破碎效果。 在给定岩石种类、炸药、药量及爆破方式的条件下,炮孔填塞就成为影响爆破破碎效果的主要因素。适当的炮孔填塞能加强爆炸气体对周围岩石的作用,改善爆破效果,这已被大量的生产实际和实验结果所证实。 本文试图将填塞物作用与岩石爆炸应力     

爆破掘进巷道围岩损伤及支护分析

<正>钻眼爆破一直是井巷掘进的主要施工技术。炸药在钻孔内爆炸时,在将开挖范围内的岩石爆破下来的同时,必然要对巷道周围的保留岩体造成损伤或破坏,从而使巷道围岩的力学性能劣化,围岩的承载力及其稳定性降低。岩石爆破损伤问题的研究国内外已有不少研究成果。国外的Grady与Kipp应用应变率敏感的损伤理论,提出了冲击作用下的连续损伤模型,对油母页岩的爆破断裂进行了预测。R.Yang也提出了爆破     

提高炮采工作面块碳率的微差爆破技术及安全措施

在分形几何理论和岩石细观损伤机理的基础上,通过改变不耦合系数、炸药单耗和填塞条件等参数,在实验室进行模拟爆破实验,以优化爆破参数和实现对爆破块度的控制和预测。针对永城煤电集团公司陈四楼煤矿三个炮采工作面的具体情况,对炮采工作面实施微差爆破技术,确定了软煤体、片帮和破碎顶板条件下合理的爆破参数,并提出了炮采工作面微差爆破的安全技术措施;在安全、高效的前提下,块碳率提高了6%～10%,单产增加18 8%。     

岩石动态损伤断裂机理与损伤变量

介绍了爆破引起岩石动态损伤断裂机理、岩石动态损伤特性与检验岩石损伤程度的方法和衡量岩石完整性的指标,并较详细的介绍了岩体内应力波的传播和作用特征。     

非自由场中爆破破碎的数值模拟

运用弹塑性模型和ＤＹＮＡ２Ｄ 动力有限元程序，对初始压应力条件下的爆破破碎问题进行了数值模拟。结果表明，初始压应力使得岩石爆破破碎的范围扩大，但抛掷作用相对减弱。     

爆破开采诱发周边岩体损伤破裂的数值模拟研究

基于连续-非连续单元方法（CDEM）中的朗道点火爆炸模型及拉剪复合应变软化模型,探讨了爆破开采与炮孔周边岩体损伤破裂程度的对应关系。通过量纲分析,确定了爆破诱发岩体损伤破裂的主要影响因素;通过应变软化的Mohr-Coulomb模型及最大拉应力模型,详细探讨了不同黏聚力及抗拉强度下,炮孔周边岩体的损伤因子随爆破距离的变化规律。数值计算结果表明：炮孔附近以压剪破坏为主,岩体处于完全损伤状态,出现具有一定半径的密集破碎带;在远离炮孔的区域,以张拉破坏为主,出现若干条贯通性的张拉裂缝;损伤因子随爆破距离的增加呈指数型衰减,并拟合获得了损伤因子与无量纲爆破距离、无量纲黏聚力及无量纲抗拉强度间的函数关系;强损伤区（损伤因子大于0.9的区域）的临界半径一般在2.5~5.5 m,仅受黏聚力控制;弱损伤区（损伤因子小于0.1的区域）的临界半径一般大于8 m,受黏聚力及抗拉强度的联合控制。     

室内小药量岩石爆破损伤评价方法及装置

爆破损伤的定量评价一直是工程爆破界非常关注的问题。本研究自主设计研发了一种主动围压与边界约束装置，解决了传统的室内小试件爆破时的边界约束和炮孔封堵效果不佳带来的冲孔问题。基于CT扫描和三维重构，提出了爆破后岩石损伤度的测试及计算方法来定量评价和分析室内小药量爆破岩石试件后的损伤破裂程度。利用该装置和方法开展不同相对围压条件下小药量室内红砂岩的爆破试验，进行爆后试件的CT扫描和CT图片的二值化处理，基于Mimics1001重构了岩石试件，发现重构的模型和真实的爆后试件具有很强的相似性。最后计算了分形维数和损伤度，发现分形维数和损伤度随围压的增大而呈现减小的趋势。本研究可为爆破损伤评价提供一种新思路。     

隧道掘进爆破的损伤机理与振动危害

基于岩石在爆炸应力波和爆生气体作用下的损伤断裂机理,对隧道掘进爆破对围岩的损伤与危害作用、爆破地震效应和安全判据标准进行了理论和实验研究.通过对渝怀铁路圆梁山岩溶隧道、青藏铁路风火山高原冻土隧道等掘进爆破中的爆破地震波的监测和分析,确定了隧道掘进爆破的安全判据和技术标准.     

冲击地压煤层爆破卸压效果分析

针对煤体爆破防治巷道冲击地压卸压效果检验的问题,分析了煤层爆破卸压防冲机理与电磁波在地下煤岩体衰减规律,建立了基于爆破产生裂隙区与电磁波衰减良好对应关系的电磁波CT评价冲击危险的方法及模型。采用电磁波CT法对郓城煤矿1301回风巷煤层爆破卸压前后的电磁波衰减特征进行了对比分析,研究表明,煤层爆破卸压显著降低了爆破区域的煤体强度,使得煤体中部的应力向煤体深处转移,从而降低了冲击危险性;同时,爆破对支护区围岩的损伤较小,卸压与支护耦合性较好。基于检验结果确定了合理的爆破参数。     

综掘硬岩段深孔超前爆破研究与应用

针对硬岩巷道综掘施工难度大的问题,提出采用深孔超前爆破技术,以增大岩体内裂隙和损伤范围,降低综掘机切割难度。以淮北矿业集团桃园煤矿为例,进行了原岩应力作用下爆破裂隙和损伤范围的理论分析和数值模拟研究,据此设计了大直径深孔超前爆破参数,并进行现场试验研究,研究结果表明:炮孔直径75 mm、药柱直径63 mm的爆破炮孔周围0.424 m范围内的Von Mises应力在177 MPa以上,形成破裂区;损伤范围0.424~2.3 m;爆破后综掘机施工速度提高了40%~50%、而截齿消耗降低了52.4%;对爆破振动实测并分析得出爆破振动能量集中在50~160 Hz频带范围内,没有对巷道围岩及支护结构造成破坏。     

低频爆破震动对岩石介质破坏机理研究

基于小波包爆破地震能量分析法和损伤力学基本理论,对低频爆破震动对岩石的破坏作用进行了分析,提出了震动对岩石的拉压损伤作用理论,从能量角度解释了岩石破坏原因,克服以往岩石破坏判据单一的缺陷,得出低频爆破震动破坏岩石的普遍理论,为以后进一步研究提供了依据。     

爆破对预留岩体力学特性影响的试验研究

研究了爆炸冲击载荷对围岩或预留岩体力学特性的影响，采用实验室模型实验取芯检测方法，对爆破损伤岩体进行了抗压强度检测以及超声波检测，研究了爆炸冲积载荷对预留岩体的不同位置所造成的损伤程度，提出了计算损伤程度的具体方法。     

定向断裂控制爆破理论分析及现场应用

基于断裂动力学理论，文章论述了切缝药包定向断裂控制爆破炮孔间贯通裂纹形成的机理。按照切缝药包定向断裂控制爆破参数计算公式确定的炮孔间距和装药量，经现场实际应用证明是有效的和合理的。     

偏心不耦合装药爆破对岩石损伤的试验研究

针对张坝沟石灰石矿露天边坡倾斜孔光面爆破,在爆孔旁侧钻眼测试声波以测试岩石的损伤程度,结果表明爆破影响达1.5m左右。文中还通过水泥砂浆模型实验得出了孔壁应力、应变和压力分布,结果表明炸药紧贴孔壁的压力远大于其余方向的压力,为改变装药结构提供依据。