台阶爆破质点振速的高程效应研究

为了研究台阶爆破振动高程效应,采用NUBOX-6016对露天矿山爆破现场质点振动速度进行长时间监测。通过监测数据的对比分析发现,在正高差地形下,质点振速多表现为先衰减后放大的高程效应,而在负高差地形下,质点振速多表现为先放大后衰减的现象。研究结果表明:正高差边坡在爆破振动载荷作用下产生"鞭梢效应",使台阶突出部位岩体发生显著的高程放大效应;负高差边坡易使入、反射波叠加发生"坡面效应",导致振动速度局部放大。地震波的绕射对高程效应产生了重要影响,绕射叠加放大现象跟边坡形状及与爆区的相对位置有关。     

爆炸荷载下岩质边坡动力响应规律研究

为研究爆炸荷载作用下边坡岩体的动力响应变化规律,基于背景工程结合岩质边坡下部台阶爆破开挖进行现场振动监测,建立了岩质边坡动力响应数值计算模型,系统分析了边坡岩体质点峰值振速、应力场及位移场的变化和分布规律。结果显示:边坡坡顶处,质点峰值振速均随爆心距增大而衰减,且衰减速率随爆心距增加逐渐减小;边坡坡面上,相邻台阶上存在高程放大效应现象,局部放大系数达1.50;同一台阶外缘"鞭梢效应"显著,靠近爆源处台阶外缘质点峰值振速放大系数为1.46,"鞭梢效应"随高程增加逐渐减弱;台阶边坡坡脚处应力集中明显,坡形骤变对应力波动影响较大,受"鞭梢效应"影响,边坡台阶上质点峰值振速最大值与应力最大值出现位置无相关性。     

岩质深基坑爆破振动放大效应测试研究

为分析岩石深基坑爆破振动沿基坑边坡的传播规律,研究基坑坡顶不同位置处的高程放大效应,以嘉晟国际基坑爆破开挖工程及其对邻近瑞达基坑的影响为实例,在瑞达基坑坡顶边缘位置及两基坑坡顶中间位置分别布置两个测点,监测嘉晟基坑不同开挖深度下两个测点的振动效应,对振动测试数据进行回归分析,并结合实际工况对瑞达基坑坡顶边缘位置质点振动速度进行模拟。结果表明:一定高差范围内,瑞达基坑坡顶边缘质点振动速度峰值与主频随高差增加逐渐增大,超出一定高差范围后则逐渐衰减,利用现场实测与数值模拟数据对基坑边坡进行分区,爆破振动速度增大与衰减的高差临界值分别为6.21 m,8.36 m;两基坑坡顶中间位置处质点无高程放大效应;考虑高程效应的振动速度预测公式精确度优于传统的萨氏公式。研究结论对今后类似工程具有一定的借鉴意义。     

较大高程差迎波坡面爆破地震地形效应分析

针对较大高程差起伏地形高边坡爆破施工对周边环境的影响,开展了迎波坡面爆破地震地形效应研究.通过爆破振动测试与分析,得到了迎波坡面质点峰值振动速度萨氏经验公式.结合高程放大效应质点峰值振动速度经验公式,推导出了基于地形效应迎波坡面爆破地震预测模型,通过依托工程迎波坡面质点峰值振动速度预测分析,表明预测模型能较好地反映出地...     

空气间隔装药爆破条件下边坡振动规律研究

采用数值分析软件,结合大型矿山边坡工程,讨论了爆炸等效荷载的施加过程,分析了空气间隔装药条件下边坡爆破振动规律。计算表明:随着质点与爆源垂直距离的增加,爆破质点振动速度峰值整体上呈减小趋势,其中水平径向振动峰值比垂直振动速度峰值衰减慢;空气层位置变化对爆源近、中区质点振动峰值存在影响,而对爆破远区振动特性影响有限。通过坡面点和马道外侧点的振动速度对比分析得出:边坡台阶存在局部的爆破振动放大效应。另外,采用文中的荷载施加方案既可以明确炮孔近区岩体的破坏机理,也能将炮孔装药结构所对应的爆破荷载信息在后续模型计算中予以保留,为优化装药结构、提高爆炸能量利用率提供参考依据。     

较大高程差迎波坡面爆破地震地形效应分析

针对较大高程差起伏地形高边坡爆破施工对周边环境的影响,开展了迎波坡面爆破地震地形效应研究。通过爆破振动测试与分析,得到了迎波坡面质点峰值振动速度萨氏经验公式。结合高程放大效应质点峰值振动速度经验公式,推导出了基于地形效应迎波坡面爆破地震预测模型,通过依托工程迎波坡面质点峰值振动速度预测分析,表明预测模型能较好地反映出地形效应对爆破地震的影响;同时,研究指出由于爆破地震波传播路径与介质的复杂性以及波传播过程中的叠加干涉,对较大高程差起伏地形的质点峰值振速预测,以总药量参与计算更为精准。     

露天转地下采深影响下爆破振动速度传播规律

为研究采矿深度影响下爆破振动速度的传播规律,以大冶铁矿东露天采场狮子山北帮边坡露天转地下开采工程实际为背景,运用ANSYS/LS-DYNA建立简化模型对矿山露天开采以及不同采矿深度的地下开采爆破过程进行模拟,并用现场实测数据对模拟结果进行了验证。分别研究了不同采深影响下边坡面质点、坡体内质点、坡面同一质点以及同一采深条件下坡体内质点振动强度特征及其爆破振动速度传播规律。结果表明:(1)与露天开采爆破相比,地下开采引起的质点振动速度衰减更趋缓慢;(2)随着采矿深度的增加,坡体内径向、切向和垂直三个方向上的质点振动速度均具有放大效应,但当爆心距超过一定范围后,爆破振动速度放大效应消失,仍表现为为随爆心距增加而衰减的效应。(3)随爆心距的增加,坡面质点垂直振动速度随采矿深度增加以放大效应为主,水平方向的质点振动速度在一定的距离范围内相差不大,不具有明显的放大或衰减效应。     

爆破荷载下边坡动态响应的FLAC3D模拟研究

为了研究爆破作用下布沼坝西帮的动态响应规律,通过对边坡施加一个实测振动波,利用FLAC3D分别从应力场分布、速度和位移响应规律3个方面来进行计算结果的研究和讨论。结果表明:在爆破荷载的作用下,随着边坡深度的增加,边坡体所受的压应力逐步增大;随着高程的增大,边坡质点的速度和位移均出现放大作用;边坡主要还是受自重应力影响,清帮爆破荷载对边坡稳定性影响不大。     

精确延时爆破条件下的边坡振动响应特性

精确延时条件下的爆破振动响应特性是当前工程爆破领域的重点研究内容。基于岩质边坡爆破振动响应的理论分析,结合溪洛渡水电站边坡开挖爆破振动的数值模拟,研究了精确延时条件下的岩质边坡爆破振动响应特性。结果表明,在边坡的爆源近区,质点峰值振动速度及第一主应力的变化随延时时间的不同具有明显的低峰值,而在爆源远区,则难以确定明确的变化规律。在爆源的近区,合理的延时时间可以降低甚至避免振动效应叠加,该延时时间的最小值约为爆破振动的主周期;爆源的远区,虽然振动峰值降低,但是难以避免爆破振动叠加效应。     

爆破开挖对岩质高边坡稳定性的影响分析

以某采石厂矿石爆破开挖形成高边坡为例,采用ABAQUS有限元软件对爆炸荷载引起的岩石振动效应进行模拟研究,得到了岩质高边坡在爆破作用下的位移规律和质点振动衰减规律。分析了开挖扰动下地应力释放和爆炸应力波耦合作用下的边坡应力状态与边坡稳定性。结果表明:爆破振动产生的应力为静力开挖的9倍,振动造成局部岩体裂隙发育,是边坡出现塑性变形的主要原因;最大位移出现在边坡的中下部,质点振动的最大速度为59.2 cm/s。最后通过对边坡应力状态、塑性区的发展、位移变化以及质点的运动速度四个方面对边坡的稳定状态进行了综合评价,并今后指导施工提供一定依据。     

节理岩体边坡爆破振动衰减特征分析

遵义市南部新区新龙快线项目中,岩体节理裂隙较为发育,岩层产状为缓倾斜,倾角约20°,边坡的走向和结构面走向夹角较小。爆破施工时,在上覆岩体重力荷载和爆破振动荷载的共同作用下,边坡稳定性难以得到保证。为研究节理岩体边坡爆破振动速度传播规律,进而采取合理的控制措施,通过对边坡爆破振动进行监测,分析边坡爆破振动衰减特征,得到不同装药量和爆心距时爆破振动在边坡上的传播规律。研究结果表明:装药量越大,距离越小,振速衰减速度越大;振速高程放大效应效果与装药量密切相关。对监测结果进行回归分析与预测,结合研究结果最后提出合理措施。     

桩井爆破振动在边坡的传播规律及预测分析

为研究桩井爆破地震波在邻近边坡传播规律,提高预测精度,对桩井爆破振动速度进行了现场测试。现场测试结果表明:(1)切向平均衰减速率最大,径向其次;(2)爆破地震波在边坡存在坡面效应,且其具有区域性和方向性,在台阶上部边缘以垂向振速放大为主,在台阶坡面以径向振速放大为主;(3)岩土介质性质变化对爆破振动速度影响较大。提出了利用桩井开挖深度H预测K、α值的桩井深度预测公式,对比萨道夫斯基公式、高程修正公式及该预测公式,该式预测精度最高,平均误差为18.4%。     

某露天采场爆破震动特性及减震技术研究

为解决某露天采场高陡边坡受生产爆破震动的影响，根据该采场的岩石性质和爆破规模，对采场进行了爆破振动测试，得出了该区域爆破地震波的传播特性，揭示了该矿区的爆破振动速度与药量和测点位置的关系，爆破振动速度随相对高程的增大而存在放大效应，放大系数的变化率随高程的增加而减小；通过控制段起爆最大药量，采用时差干扰降震技术较好地解决了生产规模与震动安全控制问题；现场试验表明，该矿的最佳段差时间为15ms，平均降震率达到23.6%。     

甑子岩特大型危岩体治理开挖控制爆破

甑子岩特大型危岩体治理削方量大、施工周期长、环境复杂,治理施工过程中,通过合理的布置爆破区域及采取安全控制措施,有效地降低了爆破施工对危岩体稳定性的影响,保障了施工过程的安全。采用导爆管雷管孔内、外接力传爆的逐孔顺序微差起爆方法及预裂爆破技术,获得了较为平整的开挖坡面,半孔率高,整体爆破效果好。施工过程中按特定爆心距处危岩体表面测点爆破振动速度作为稳定性监测的控制标准,可有效降低爆破对母岩体及危岩体的振动影响,符合危岩体快速治理及振动控制的要求,有利于规范爆破施工过程控制。     

锦屏一级水电站边坡开挖爆破动力稳定性研究

采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟方法,分4种工况对锦屏一级水电站坝肩高陡边坡开挖爆破的动力稳定性进行了数值模拟研究,采用质点振动速度和安全系数2个指标评价边坡的稳定性,重点研究了潜在滑体在开挖爆破过程中的安全。分析结果表明,受左岸岩体中发育的f5、f8等断层影响,在进行EL.1 910～1 885 m台阶开挖爆破时,边坡关键部位质点振动速度接近10 cm/s的允许值;在爆破动力影响下,使潜在滑体业已降低的静力安全系数进一步受影响,最小安全系数略大于施工安全系数1.15。提出了相应减振措施:每开挖一个台阶后须对潜在滑体进行系统锚索加固和坡面喷护,降低爆破规模和单段药量,实测结果表明,采取锚固支护后,边坡振动速度明显降低。     

爆破振动对岩质边坡累积损伤影响实验研究

通过观测同一地点岩体多次爆破前、后岩体的声速以及爆破振动速度峰值变化规律,由声速测试结合爆破振动测试数据结果计算出岩体损伤系数,实测数据的对比和计算结果表明:在多次爆破振动损伤累积的条件下,爆破振速随岩体的声速呈指数关系衰减.并由声速测试结果确定了边坡在爆破振动作用下的损伤阈值.     

大型地下厂房开挖爆破振动动力响应数值模拟

针对向家坝水电站主厂房爆破施工诱发振动效应对围岩稳定及相关结构安全性影响,通过动力有限元数值模拟,研究地下厂房在开挖爆破振动荷载作用下动力响应。结果表明,顶拱拱脚处质点振速及拉应力最大,拱脚以上质点振速及最大拉应力迅速衰减;岩锚梁黏结面底部或顶部拉应力最大,与水平向质点振速相关性较好;高边墙质点振速与最大拉应力随高差增加而减小。综合分析数值计算结果与大量爆破振动实测数据,建议围岩及混凝土龄期大于28d的岩锚梁安全质点振速分别取15 cm/s及10 cm/s,且有一定安全储备。