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1.
为探明隧洞钻爆开挖中不同炮孔诱发振动特性的差异及其原因,以隧洞全断面钻爆开挖为例,结合岩石爆破内部及外部作用,对不同炮孔爆破作用边界进行分析;通过现场单孔及生产爆破试验,综合比较掏槽孔、崩落孔及光爆孔3种典型炮孔诱发振动峰值及频谱特征;并借助数值模拟分析不同炮孔内外边界条件及其动力响应特性的差异;最后,从爆炸能量分配及塑性区发展的角度,总结归纳不同炮孔诱发振动差异的内在原因。结果表明:掏槽孔多在单个自由面条件下起爆,炮孔所受夹制作用较强,爆破外部作用减弱,转化为爆破振动能的比例增加,爆破诱发振动峰值(PPV)相对较大;掏槽孔间排距及不耦合系数较小,相比于崩落孔及光爆孔,内部作用较强,形成的塑性区面积增加,振动主频(DF)相对较低;光爆孔与崩落孔均在2个自由面条件下起爆,光爆孔不耦合系数较大,但其炮孔间距小,爆破内部作用及外部作用与崩落孔大体相当,PPV及DF分布也基本一致;实际工程中,可通过改变内外边界条件来调节爆破内部作用及外部作用,进而达到振动安全控制的目的。  相似文献   
2.
明确水电坝基开挖中不同类型炮孔诱发振动的特性,对爆破振动安全控制具有重要的指导意义。通过现场试验比较了主爆孔、预裂孔和光爆孔三种典型炮孔诱发振动峰值(PPV)及振动主频(DF),并结合不同炮孔爆破作用边界条件的分析,借助数值模拟计算了不同爆破作用边界条件下岩石的动力响应特性,最后从爆炸能量分配与塑性区发展的角度,探讨了不同炮孔诱发振动差异的内因。研究结果表明:若单响药量与爆心距处于同一当量水平,预裂孔诱发的PPVDF均相对大于主爆孔与光爆孔,而光爆孔诱发的PPV水平及DF与主爆孔大体相当;预裂孔一般先于主爆孔起爆,抵抗线较大,且多采用径向和轴向不耦合装药,由导爆索侧向引爆,其爆破损伤区和塑性区半径较小,消耗于岩石破碎的能量较少,转化为振动能的比例较大;光爆孔的装药结构及起爆方式与预裂孔相同,但其抵抗线较小,转化为振动能的比例及塑性区大小与主爆孔大体相当;爆破作用边界条件(装药结构、起爆方式及抵抗线等)的改变会导致爆炸能量分配及塑性区发展的不同,也是引起振动差异的内在因素。  相似文献   
3.
爆破地震波中的剪切波(S波)是爆破破坏建筑物的重要因素,研究S波的产生机制和传播特征具有重要意义。基于LS-DYNA的动力有限元计算,分别采用弹性均质模型、弹塑性损伤模型以及SPH-FEM耦合分析方法研究并验证了瞬时爆轰条件下柱状药包S波的形成机理。研究结果表明:弹性均质条件下,药包中截面上只有P波没有S波,在弹塑性损伤条件下有S波的产生,而SPH-FEM耦合分析方法中该现象更加明显,同时SPH-FEM工况下,P波、S波到达时间差更接近理论时间差,计算结果验证了P波在传播过程中遇岩石界面会产生S波,不同数值模拟方法可明显影响计算结果。研究成果可为S波的研究方法及形成机制提供参考。  相似文献   
4.
针对高地应力环境下缓倾层状隧道围岩的挤压变形问题,以云南昭乐高速轿顶隧道为工程背景,通过已开挖洞段底板的水压致裂试验,反演了初始地应力场;基于强度应力比大变形分级标准,对围岩挤压变形情况进行了预测分析;最后结合现场围岩变形破坏特征,探讨了深埋缓倾层状围岩挤压大变形的控制措施。研究表明:在测量深度范围内,水平主应力和垂向应力均随深度线性增加,最大水平侧压系数为1.52~1.80,最小水平侧压系数为0.91~1.10,即工程区内水平应力占主导作用,且最大水平主应力方位为NW294°,与区域构造应力场主压应力方向基本一致;测试区段内围岩的强度应力比均小于4,即围岩初始地应力均处于极高地应力状态;强度应力比计算结果表明,围岩的变形以轻微(Ⅰ级)至中等(Ⅱ级)大变形为主,但考虑到缓倾层状节理发育,且部分区段围岩极为破碎,有很大可能出现强烈(Ⅲ级)大变形;双层初支与注浆加固能有效控制拱顶沉降与仰拱隆起。  相似文献   
5.
明确爆破振动中波的成分构成及不同波的作用有助于更好地预测与控制爆破振动。针对一组垂直单孔爆破试验,借助地震学中极化偏振分析的方法,研究垂直孔爆破诱发地震波的成分构成及其演化规律,最后基于试验结果,提出波影响作用分区的概念,并分析各区域主导波的类型。结果表明,爆破振动中各种波的相对量值并非定值,主导波的类型会随波成分的演化发生改变,且某点的优势振动方向也与波的成分构成密切相关。对于垂直孔爆破,P波在近、远区均为重要成分,且其主要作用于水平向的振动;S波仅为近区(r2.3h,r为到炮孔轴线的距离,h为药包的埋深)的主导波,其在远区的作用可忽略;R波逐渐成长发育,于r=5h处发育明显,且在r=(43~45)h后主导竖直向的振动。爆破振动中波成分的演化有其自身特性,地震学中的常规认识并非全适用于爆破振动。  相似文献   
6.
从爆炸应力波传播与反射的角度分析了起爆位置的影响作用机制。针对隧洞的钻爆开挖,采用数值模拟的手段,比较分析了不同起爆位置下,掏槽孔的掏槽效果及其所诱发支护结构的爆破振动响应。结果表明,起爆点位于不同位置时,掏槽孔的掏槽效果与支护结构的爆破振动响应均有较大差别。正向起爆时,支护结构的振动水平最小,最利于支护结构的安全,但其掏槽效果逊于反向起爆;反向起爆的掏槽效果最佳,但其所诱发的支护结构振动最强,严重威胁支护结构的安全;中点起爆时,掏槽效果与支护结构的振动水平介于正、反向起爆之间。根据不同的围岩条件,优化了掏槽孔起爆位置的选择。  相似文献   
7.
<正>明确爆破振动中波的成分构成及不同波的作用有助于更好地预测与控制爆破振动。针对一组垂直单孔爆破试验,借助地震学中极化偏振分析的方法,研究垂直孔爆破诱发地震波的成分构成及其演化规律,最后基于试验结果,提出波影响作用分区的概念,并分析各区域主导波的类型。结果表明,爆破振动中各种波的相对量值并非定值,主  相似文献   
8.
岩体动力学参数的准确、快速获取对水利工程设计、施工及建设起着重要作用。尽管可通过现场原位试验、经验关系法等传统方法对其进行评估,但上述传统方法均存在耗时长、投资大等缺点,且难以准确快速的获取大尺度岩体动力学参数。本文通过分析地表实测爆破振动波形,识别出各测点P、S波初至到时,进一步给出各个测点区间内P、S波的平均传播速度,提出基于地表实测振动的岩石动力学参数预测方法。并以丰宁抽水蓄能电站为例,基于爆破试验实测振动数据反演的岩体动态模量约为北京勘测设计研究院推荐使用的静态模量值的2.2~2.9倍,动泊松比为静泊松比的0.9~0.975倍。提出的基于地表实测振动预测岩体动力学参数的方法为工程尺度下快速获取岩体动力学参数提供了一条新途径。  相似文献   
9.
依托老挝南俄1水电站扩机工程爆破开挖,选取已有典型建筑设备,开展爆破振动跟踪监测,基于统计数据对比分析了主爆孔与预裂孔诱发爆破振动的差异;借助光滑粒子流(SPH)数值计算方法,从装药结构、起爆方式及抵抗线大小三个方面,分析了造成主爆孔与预裂孔爆破振动差异的原因.结果表明:预裂孔诱发的爆破振动峰值水平普遍高于主爆孔;装药结构、起爆方式和抵抗线大小均会影响爆破加载特性和爆破近区损伤的演化与分布,进而引起爆炸能量传输与分配的不同;预裂孔一般采用不耦合装药,并通常由导爆索侧向起爆,抵抗线也较大,其炮孔壁上的爆破荷载峰值低于主爆孔,炮孔附近的粉碎区范围和裂纹数量较少,且抵抗线方向上的岩石损伤程度较低,从而消耗于岩石破碎和抛掷的能量占比更小,使得更多的能量转化为振动能,故而预裂爆破诱发的振动水平要高于主爆孔.  相似文献   
10.
为研究单自由面岩石爆破破坏范围变化以及破碎块度分布规律,首先采用光学折射Snell定律研究爆炸应力波在单自由面的反射规律,进而确定爆破漏斗底半径;然后结合白马铁矿现场爆破漏斗实验,分析不同药包埋深和药包质量条件下爆破漏斗几何特征和岩石破碎块度大小;并采用连续-非连续单元法(CDEM)模拟爆破漏斗形态和岩石破碎块度。研究结果表明:单位药包质量下的爆破漏斗体积以药包比值质量的幂函数型增大,并随药包比值埋深的增加呈现先增加后减小的规律,在比值埋深值为1.01时存在极大值点;爆破漏斗岩石破碎块度随药包质量的增加而减小,随药包埋深的增加而增大,破碎岩块的平均粒径以药包质量的-19/30次方减小,以药包埋深的1.42次方增大。最后,采用验证过的数值模拟方法,再现了三峡工程下岸溪料场宽孔距小抵抗线爆破设计破岩效果,为实际工程岩石爆破块度分析和预报提供参考。  相似文献   
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