震动波在岩质边坡中的传播特性研究

利用FLAC3D数值模拟动态软件中的仿真模块,对实测地震波信号在不同岩质边坡中的传播特性进行模拟,通过控制变量研究,得到震动波在岩质边坡传播中的阻尼效应及反射规律等结论。此外,通过监测露天矿采场实际爆破情况,验证了震动波在预裂爆破形成的预裂缝中传播的衰减效应。     

爆破地震波特性研究

结合现场爆破震动信号,从爆破地震波的传播形式、传播方式、波的特征、波的衰减吸收及传播介质的力学模型等方面分析了爆破地震波特性。结果表明：爆破地震波是一种与自然地震波相似但又相区别的非常复杂的随机过程,它是不同幅值、不同频率与不同相位的各种波型叠加而成的复合波。爆破地震波在传播过程中会发生多次反射、折射、绕射、衍射、波型转换甚至波导、层间波等复杂现象,传播过程中波的有关参数和时频特征常与爆源条件、传播介质的物理性质、场地特征及地形等因素紧密相关。地震波在发生几何衰减的同时,还因粘弹性介质的内摩擦和热传导导致能量耗散,使得波能不断衰减。     

柱状药包爆破应力波时空衰减规律

柱状药包爆破产生的应力波在岩石介质中的传播规律,是进行爆破理论分析和装药结构设计的重要基础,但是目前柱状药包爆破应力波传播规律仅限于简单的叠加求解。基于球状药包爆破应力波的时空衰减规律,利用现有应力波在岩石介质中的衰减规律与数值模拟相结合验证,得出了较为合理的柱状药包爆破应力波衰减规律。指出柱状药包爆破产生的应力波在炸药传播方向存在递增现象,且柱状药包爆破产生应力波的作用时间相比球状药包有所增加。     

爆破安全的若干问题

<正> 爆破安全在矿山生产中占有重要地位。随着采掘工业的发展,有许多矿山爆破距矿山本身的工业场地很近,也有邻近城镇的,爆破公害已愈来愈受到重视。因此,如何控制爆破有害效应和采取防护措施,已成为当前爆破安全技术的重要课题。(一)爆破地震问题炸药在岩体中爆炸,其部分能量以弹性波的形式在地壳中传播而引起爆区附近的地层震动叫做爆破地震。它同天然地震一样,地震强度随远离震源而衰减,但爆破地震比天然地震又具有能量衰减快、振动频率高和持续时间短的特点。因此,爆破地震对附近建筑物的安全影响要比天然地震破坏小。     

高瓦斯低透气煤层松动爆破有效影响范围确定

利用ANSYS/LS-DYNA软件对松动爆破有效影响范围进行了计算机数值模拟,分别建立了爆破孔间距为5、6、7 m的爆破数值计算模型。通过对模拟结果分析得出：爆破应力波以爆源为中心向四周传播;应力波强度会随着传播距离的增加而不断衰减;在应力波传播的过程中,会发生应力叠加现象;爆破孔间距越大,叠加后应力强度在传播过程的衰减幅度就越小;通过数值模拟和现场检验,最终得出爆破孔间距为6 m时爆破效果最佳。     

爆破地震波作用下含断层结构面高陡边坡动力响应分析北大核心

为了防止白马铁矿及及坪采场含断层的岩质边坡受爆破振动作用发生失稳,利用小波分析对现场监测点爆破地震波进行频谱能量分析,得到断层影响下高陡边坡爆破振动波传播规律,同时根据实际边坡建立边坡模型,分析在爆破振动作用下边坡断层岩体劣化效应对边坡动力响应及损伤规律的影响。结果表明:1)当爆破地震波在含断层结构面的高陡边坡中传播时,断层结构面对爆破地震波在边坡中的传播规律影响显著;2)爆破振动波在断层岩体区域传播时,断层岩体力学强度对振动波的传播有明显的影响,断层力学强度越低,对振动波的传播阻隔效果越明显。断层岩体力学强度的劣化加速了爆破振动波传播的衰减;3)不同断层岩体参数劣化工况下爆破振动下边坡损伤有明显变化,随着断层岩体力学强度的劣化,边坡抵抗变形能力减弱。     

基于ANSYS/LS-DYNA的互层煤岩爆破数值模拟

为了分析互层煤岩爆破过程,利用有限元动力软件ANSYS/LS-DYNA,建立了含有7个分层的露天煤矿台阶爆破模型。模拟分析了互层岩体爆破过程压力波的传播衰减规律,数值计算结果表明:爆轰压力波的传播受互层交界面影响明显,爆轰压力波衰减快,局部范围易形成高爆压区域。在不同的煤岩层中,其有效应力分层现象明显,裂隙区成不连续分布。     

爆轰应力波在高瓦斯煤层中的传播和衰减特性

深孔预裂爆破技术是高瓦斯低透气性煤层强化增透瓦斯抽采的重要途径之一。以连续介质力学为基础,建立了煤体在爆轰荷载作用下动态损伤本构模型,并将此模型嵌入非线性有限元程序LS-DYNA中,对爆轰应力波在不同弹性模量煤体中传播和衰减特性进行了数值模拟;通过对现场深孔预裂爆破专用药柱爆炸引起的爆破振动进行监测,获得了爆轰应力波在高瓦斯煤层中的传播和衰减特性,爆轰实验结果与模拟结果基本吻合,验证了所建立本构模型的合理性与正确性。研究表明：在传播距离小于4.8 m时,爆轰应力波具有较高的峰值,并迅速衰减,在传播距离大于约4.8 m以后,爆轰应力波峰值较低且衰减幅度逐渐趋于平缓。     

基于3DEC的节理裂隙岩体爆破传播规律的研究

根据结构面的能流关系,研究了地震波穿越结构面的能量消耗。基于遵义某台阶爆破开挖实例,利用了3DEC离散元数值模拟软件计算了不同节理裂隙工况下的爆破应力波传播规律,并分析了爆破过程中最小主应力的变化过程。模拟结果表明:爆破冲击波的传播衰减强度与岩体节理裂隙的发育程度相关,裂隙越密集,应力波衰减越快,裂隙成相交状态时,同一位置处爆破作用力越小,岩体不易破坏。     

水压爆破应力波传播及破煤岩机理实验研究

开展了水压爆破爆炸应力波传播及破煤机理实验研究,采用超动态应变测试系统对模拟煤体中产生的爆炸应变进行了采集分析,研究了水压爆破爆炸应力波在煤体中的传播,根据损伤破坏区域、裂纹形态等爆破效果,研究了水压爆破破煤机理,通过分析水、空气2种炮孔不耦合介质对煤体爆破作用的影响,对比证明了水压爆破煤体致裂效果明显。研究结果表明:煤体首先呈现塑性压缩破坏,在炮孔周围形成粉碎区,粉碎区半径约为炮孔半径的1.5倍;然后呈现脆性拉伸破裂,形成大范围裂隙区,裂隙区半径约为炮孔半径的13倍;最后应力波衰减为地震波,引起煤体质点产生弹性震动,形成爆破松动区。     

震动波在煤岩介质中传播特性的模拟研究

利用FLAC3D数值模拟软件的Dynamic模块,将井下实测的一次冲击矿压信号作为震源,模拟研究了冲击震动波在不同煤岩介质中的传播特性,取得了如下主要结论：① 震动波在煤岩层中的衰减与传播距离呈乘幂关系,且垂直方向的衰减指数要大于水平方向的衰减指数。② 弱岩层结构对震动波的传播起到了很好的能量衰减作用,岩性越弱,厚度越大,震动波的衰减越显著。③ 弱岩层结构距离巷道顶板越近,对震动波的衰减效果越明显。此外,通过现场工程实践验证了震动波在弱岩层结构中传播的衰减效应。     

VSP资料Q值提取与补偿处理

垂直地震剖面(VSP)法能深入了解地震波传播特性,被认为是提供地震波衰减信息的重要来源。在建立VSP地震资料Q值提取与补偿处理流程的基础上,利用VSP下行初至波,采用谱比法提取地层品质因子Q值,并分别对VSP资料上、下行波进行Q值补偿。实际资料处理表明,该处理方法能有效压缩地震子波,拓宽频带,提高分辨率,同时能校正由于吸收效应所引起的波形畸变,改善同相轴的连续性,识别上行波中的薄层信息,增强弱反射波的能量。     

爆破飞石和冲击波引起公众的抱怨及预防措施

爆破振动机理及其测量在岩石或土壤中爆破振动可引起波动。爆破振动是造成建筑物真假损坏的主要根源。传入地下和沿地表传播的波种类繁多。通过地层传播的波为纵波(P波)或横波(S波)。纵波是压缩波,它交替地使地层粒子压缩和膨胀;横波是剪切波,它改变介质粒子能形状。     

岩石中超声波衰减的实验研究

本文讨论了岩石中脉冲传播的频谱比法,并在超声频率范围内,对砂岩和辉绿岩试件进行了P波和S波衰减的测量,给出了声波衰减的品质因数Q值随差应力或含水量变化的实验数据。从数据看出,Q值对岩石物理性质变化的反映比声速明显得多。本文还讨论了超声波在岩石中的衰减机制。文中介绍的实验研究方法是研究岩石声学和声学测量的一条可行的途径。     

拉底过断层巷道中深孔爆破振动监测与分析

爆破振动监测分析中,通过对监测数据的回归分析得到合理的K、α值,进而推导出适用于现场地质地形条件的爆破振动经验公式,对有效控制爆破振动,确保巷道围岩的安全有着重要作用.为得到普朗铜矿3736 m水平拉底过断层中深孔爆破振动衰减规律,首先,对现场拉底工艺技术、中深孔爆破参数设计与拉底巷道破坏现状进行了调研,设计并实施S5S西沿拉底巷道中深孔爆破振动监测,记录中深孔爆破时拉底巷道围岩质点振动的实时数据;其次,去除实测数据中误差较大的部分,结合萨道夫斯基爆破振动经验公式对剩余数据进行回归分析,得到经验系数K=88.235、α=0.80,进而得出适合于现场的爆破振动衰减规律V=88.235(3√Q/R)0.80,与该区域岩性基本吻合,可以准确反映该区域的爆破振动波衰减规律.     

黏弹TI煤层介质3层模型Love槽波频散与衰减特征

煤层是典型的黏弹各向异性介质,将黏弹性和各向异性两种性质结合起来的槽波研究较少。以弱各向异性煤层为研究对象,应用Thomsen等效介质理论,采用Kelvin-Voigt黏弹性模型,研究了黏弹TI(Transverse Isotropy)介质3层水平层状模型Love槽波频散与衰减特征;推导了3层水平介质的Love槽波频散方程解,可以计算品质因子随频率变化的情况;分析了各向异性参数γ、煤层横波品质因子Qs值变化及煤层Qs随频率变化对Love槽波频散、品质因子和衰减曲线的影响;模拟了煤层Qs=10和Qs=20时三维槽波波场传播过程。结果表明:TI介质和各向同性介质的槽波品质因子和衰减系数基阶曲线差别小,各向异性参数γ对Love槽波品质因子和衰减系数影响较小;煤层Qs对Love槽波频散曲线影响很小,主要影响槽波品质因子和衰减系数曲线,煤层Qs=10时槽波衰减系数值比Qs=20和30时大很多;目前煤层Qs在0～1 000 Hz内是否随频率变化尚无定论,假设煤层Qs随频率线性减小,各阶槽波品质因子曲线低频部分差异很小,高频部分差异变大,当Qs减小到10时,槽波衰减系数随频率增长很快;对于三维槽波波...     

药包爆破岩石的应力波及其吸收规律的研究

众所周知,在高声学刚度(超过1.5×10~6～25×10~6kg/m~2s)岩石中爆破时,爆破产生的波场在岩石破碎过程中具有重要意义。而且波场强度取决于爆炸能量,它视爆炸产物阻抗和岩石性质而异。因此,任何一种爆破控制法的效果,都取决于应力波在岩体中传播时吸收能量的波场形成和传播的规律。众所周知,破碎带内应力波能量的吸收     

关于山体爆破震动分布规律的认识

<正> 工业爆破的特点是频率高、持续时间短、随爆心距和时间衰减快、爆破地震的震源较浅。露天矿爆破就是应用炸药爆破时化学能的释放,在药包的周围产生高温和高压,使附近岩石压碎、破裂。对于矿山生产来说,希望炸药爆炸时,产生的能量大,威力高、爆下的矿岩越多越好。但是,在离开爆源一定距离后,一部分能量以弹性波的形式传播,其震动强度超过一定程度时会引起工程结构的损坏,给生产爆破带来不利的一面。对于露天矿边坡来讲,特别是固定边     

露天层状矿产爆破中爆炸波的传播规律分析

沉积矿床广泛存在于自然界中,其特有的层状构造影响了爆破过程中弹性波的传播规律。现代露天开采矿产开采逐步要求环境友好,即尽可能地降低开采对周边环境及构筑物的影响。从露天层状矿产着手,通过固体中波的透射反射理论,总结了地下爆炸产生纵波、横波在层状介质中发生透射反射的规律。另外层理的存在造成了波方向性质变化以及能量的衰减特征,分析了爆炸过程中产生的爆炸波在层状矿物中沿垂直方向和倾斜方向爆炸波的传播规律。为提升露天层状矿产开采过程中的环境友好提供了一定理论指导。     

振动场中散体介质波的传播规律

非理想散体介质显现出非匀质性、各向异性和层状分布等特点 ,且有气、液、固三相 ,其波的传播比较复杂。当应变值ε <1× 10 - 4 时 ,散体介质为弹性介质 ,据此分析并给出了各向同性散体介质中弹性波的波动方程、传播速度和波动能量的表达式 ,以及横观各向同性介质中弹性波的波动方程和能量透过系数表达式 ,并通过试验验证了能量衰减与分层介质密度有关。此外 ,根据瑞利波由P波和S波振动叠加而成的特点 ,分析了无限半空间各向同性介质和横观各向同性介质中瑞利波的传播特性 ;又由于勒夫波由SH波经多次全反射加强干涉产生 ,研究表明其运动特性与散体厚度和剪切波速度等因素有关