预裂爆破作用下节理岩质边坡损伤区测试研究

随着我国大型露天矿开采深度的加大,高陡露天边坡的稳定性问题已经成为当前露天开采矿山亟待解决的关键难题,特别是在爆破载荷作用下,高陡边坡极易产生坡体表面岩体开裂甚至局部滑坡,为露天矿山开采带来了巨大安全隐患.为研究高陡节理岩质边坡在爆破载荷作用下的损伤特征,合理优化露天爆破参数,以太钢袁家村露天矿西边帮节理发育区域为工程...     

岩质边坡爆破振动安全判据综述

主要针对水电工程建设中开挖岩质边坡时，就怎样合理确定爆破振动安全判据进行了研讨，文中指出，现场监测不但能纠正预报的误差，也使安全判据真正能在工程中贯彻实施，这种做法既促进了爆破技术的发展，又给工程提供了安全保障。     

爆破地震波对岩质边坡稳定性的影响

爆破对边坡稳定性的影响与爆炸能量、爆破地震波传播形式和边坡的性质有关。本文根据爆破动力有限元程序，计算了存在一定滑动面情况下，由于爆破动力影响而造成的稳定系数的降低值。该程序通过频谱分析将实测波形分解成若干个正弦波，然后从波传播的角度出发，综合考虑了爆破地震波的频率、相位不均匀性、波传播过程中的几何衰减、能量损耗以及边坡的自振特征。通过实例计算，本文分析了爆破主频率、爆心距、爆破加速度峰值对边坡的     

爆破作用下含后缘裂隙岩质边坡的断裂力学分析

为探究爆破荷载作用下含后缘裂隙岩质边坡失稳机制,利用断裂力学相关理论,推导了爆破作用下岩质边坡后缘裂隙尖端复合应力强度因子计算公式,将裂隙尖端应力强度因子与边坡岩体的断裂韧度的比值定义为边坡稳定性系数,分析了结构面几何参数和爆破参数对边坡稳定性的影响和裂隙扩展方向的变化规律,最后通过现场实例进行验证。研究结果表明：爆破荷载的作用,改变了裂隙尖端应力场的分布情况,增加了裂隙尖端复合应力强度因子,降低了边坡稳定性系数。后缘裂隙角度越大、裂隙越长、频率越大、和平均高度越小,边坡越不稳定。采用断裂力学法对边坡稳定性的预测更加安全可靠,且能准确计算出裂隙起裂角的大小和方向,裂隙长度对裂隙起裂角无影响。     

顺层岩质边坡爆破荷载作用下的振动传播规律研究

为揭示顺层岩质边坡爆破振动传播规律,采用起爆药量分别为3.2 kg、4.8 kg、4.8 kg和7.2 kg,完成现场4次爆破试验,通过沿边坡走向和坡面倾向各布置4组测点,获取振动速度监测数据。利用回归分析方法,分析不同位置的振动速度衰减规律,得到了顺层岩质边坡不同爆破开挖药量与振动速度的关系,提出了一次最大安全起爆装药预测表达式;并通过数据拟合,得到多次爆破作用下垂直与水平方向振动速度的衰减参数与药量的关系式。最后,采用3DEC数值分析方法,模拟了振动应力波在顺层岩质边坡中的传播过程,反映了顺层岩质边坡在考虑岩层走向和倾向时的振动速度变化规律,为同类型的顺层岩质边坡爆破安全控制提供参考。     

爆破作用对软弱夹层岩质边坡稳定性影响试验研究

根据含软弱夹层顺层岩质边坡爆破中产生爆破振动和层裂效应的特点,推导了在顺层岩质边坡爆破时的边坡稳定性系数计算公式,并以顺层岩质边坡模型爆破试验实测数据为基础,按极限平衡法进行了爆破作用下顺层岩质边坡的稳定性分析.对试验结果的计算分析表明,爆破瞬间,爆破振动和层裂效应导致边坡稳定性降至极限平衡状态附近,易产生一定位移,稳定性系数降幅达64%;爆破后,层裂效应导致边坡自稳能力降低,其降幅达30%-35%,这与试验现象吻合较好.据此提出了适合顺层岩质边坡爆破的开挖方法以及相应的防护措施,为此类顺层岩质边坡爆破的优化设计提供了理论依据.     

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.     

基于爆破振动的岩质边坡损伤神经网络预测

岩石高边坡的爆破开挖会对保留岩体造成损伤,岩体损伤过大可能导致边坡失稳,需严格控制并准确确定开挖损伤深度,因此,提出一种快速精确的损伤深度预测方法。以白鹤滩水电站左岸834.0⁷70.0 m高程坝肩槽边坡爆破开挖为背景,利用六个开挖梯段的多高程、多爆心距爆破振动监测及损伤深度声波检测的数据,建立基于振动峰值的爆破损伤深度BP神经网络预测模型,对高边坡爆破损伤深度进行实时预测。该方法利用不同部位及不同爆心处的质点峰值振动峰值作为主回归变量,同时还考虑最大单响药量和岩体强度的影响。结果表明,当开挖区域坡体岩性相似且无长大软弱结构面发育时,运用神经网络模型及多高程实测爆破振动预测本梯段爆破损伤深度的方法简便可行,预测精度可满足实际工程需求。作为传统爆破损伤声波检测的补充,可大大减轻现场声波测试工作量。     

基于爆破振动的岩质边坡损伤神经网络预测

岩石高边坡的爆破开挖会对保留岩体造成损伤,岩体损伤过大可能导致边坡失稳,需严格控制并准确确定开挖损伤深度,因此,提出一种快速精确的损伤深度预测方法。以白鹤滩水电站左岸834.0~770.0 m高程坝肩槽边坡爆破开挖为背景,利用六个开挖梯段的多高程、多爆心距爆破振动监测及损伤深度声波检测的数据,建立基于振动峰值的爆破损伤深度BP神经网络预测模型,对高边坡爆破损伤深度进行实时预测。该方法利用不同部位及不同爆心处的质点峰值振动峰值作为主回归变量,同时还考虑最大单响药量和岩体强度的影响。结果表明,当开挖区域坡体岩性相似且无长大软弱结构面发育时,运用神经网络模型及多高程实测爆破振动预测本梯段爆破损伤深度的方法简便可行,预测精度可满足实际工程需求。作为传统爆破损伤声波检测的补充,可大大减轻现场声波测试工作量。     

边坡岩体初始损伤对爆破作用影响的微观分析

为了研究爆破作用对岩体的破坏损伤,采用对边坡保留岩体钻芯取样,进行岩芯切片微观试验,发现岩体初始损伤对爆破作用有较大的影响,在爆破设计时有必要考虑这种影响作用.     

爆炸排淤填石法中淤泥的本构模型

以爆炸排淤填石法为背景 ,对不同应变率阶段淤泥的本构模型进行了分析 ,利用ANSYS/LS-DYNA动态有限元分析程序对所选择的模型进行验证和确认。计算和分析结果表明 :在形成爆炸空腔的高应变率阶段 ,淤泥表现为理想不可压缩流体的性质 ;在小药量小抵抗线条件下 ,甚至在淤泥自重作用下的较低应变率变形阶段 ,其黏性效应也可以忽略不计。     

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。     

岩石爆破层裂机理的研究

基于连续介质损伤力学,从Ｎａｊａｒ各向同性脆性损伤的能量定义出发,从能量角度分析了爆炸应力波传播过程中岩石损伤程度的变化,确定了岩石发生层裂的判据,即当入射压缩波尚未反射部分与反射拉伸波叠加后出现的拉应力等于岩石的损伤抗拉强度（本文简称）时,岩石发生层裂。从而弥补了岩石爆破层裂理论的不足,完善了岩石爆破机理。     

岩石爆破层裂机理的研究

基于连续介质损伤力学，从Ｎａｊａｒ各向同性脆性损伤的能量定义出发，从能量角度分析了爆炸应力波传播过程中岩石损伤程度的变化，确定了岩石发生层裂的判据，即当入射压缩波尚未反射部分与反射拉伸波叠加后出现的拉应力等于岩石的损伤抗拉强度（本文简称）时，岩石发生层裂。从而弥补了岩石爆破层裂理论的不足，完善了岩石爆破机理。     

岩石在爆振下的动力损伤特性研究

根据混凝土试样在模拟爆振台上的爆振损伤试验,利用声波作为无扰动损伤测试方法,推导了用波速表述的爆振损伤本构方程及动力损伤演化律,理论模型的计算结果与试验结果吻合较好。     

岩石在爆振下的动力损伤特性研究

根据混凝土试样在模拟爆振台上的爆振损伤试验，利用声波作为无扰动损伤测试方法，推导了用波速表述的爆振损伤本构方程及动力损伤演化律，理论模型的计算结果与试验结果吻合较好。     

岩石爆破损伤模型实验研究

岩石中含有以孔隙、气泡、微观裂隙、节理面等形态表现出来的岩石损伤。损伤的存在无疑要对岩石的爆破破碎效果产生影响。本文在相似性分析的基础上,提出了在实验室进行岩石爆破损伤模型实验的新方法,进而对损伤以及介质强度对爆破破碎效果的影响进行了分析研究。     

爆振对衬砌损伤特性影响的室内试验研究

本文根据一隧洞施工现场的实测爆振波特性,就爆振波对隧洞衬砌的浇筑时间、衬砌混凝土受振后的强度降低问题进行了室内爆振模拟试验,并应用损伤力学理论对试验结果作出了合理解释;对工程上所关心的安全爆速、衬砌的安全距离及合理衬砌时间等重要参数都给出了明确解答。     

爆振对衬砌损伤特性影响的室内试验研究

本文根据一隧洞施工现场的实测爆振波特性，就爆振波对隧洞衬砌的浇筑时间、衬砌混凝土受振后的强度降低问题进行了室内爆振模拟试验，并应用损伤力学理论对试验结果作出了合理解释；对工程上所关心的安全爆速、衬砌的安全距离及合理衬砌时间等重要参数都给出了明确解答。     

节理岩体爆破损伤演化机理探讨

通过爆破块度与天然块度之间的关系，探讨节理岩体的宏观损伤演化。利用Ｌｅｍａｉｔｒｅ等效应变假设，分析细观损伤与宏观损伤的耦合损伤，为建立节理岩体在爆炸炸载荷作用下的损伤模型探索一条途径。