隧道爆破掘进中大斜线掏槽优化参数探讨

随着西部大开发的不断深入,国家对公路交通建设的投入越来越大,长大公路的需求量远超以前。我国是一个多山国家,在修建公路的过程中势必要穿山越岭,这就需要修建大量的隧道。隧道掘进的关键之一是中心掏槽,目前中心掏槽方法主要采用斜线掏槽和直线掏槽。大斜线掏槽在隧道掘进爆破中得到了广泛应用,斜线的角度和长度是确保掘进进尺的关键参数之一,通过计算机模拟和现场试验,进行了不同掏槽角度的优化试验,得出了掏槽角度70°的优化角度结论;通过现场试验验证,效果优良。     

坚硬岩石一次爆破成井掏槽方式的数值模拟研究

对坚硬岩石条件下深孔一次爆破成井的九孔、双孔菱形、单螺旋和双螺旋4种掏槽方式,在炸药爆炸荷载作用下的应力产生和传播机理进行了计算机数值模拟。模拟采用LS-DYNA三维非线性动力有限元程序,结果得到了4种掏槽方式的节点最大应力产生的时间、空孔周边应力产生的时间、有效应力作用的时间、节点最大运动速度以及掏槽孔应力全部贯穿的时间等相关参数的定量计算值。通过对计算结果的综合优化研究,选择了单螺旋掏槽方式优化模型。该研究成果,已在现场应用中得到了验证。试验结果表明,该方法解决了制约一次爆破成井相关爆破参量难以确定和爆破效果难以预料等技术上的瓶颈问题,并为其在地下建筑工程领域中推广应用提供了科学合理的理论指导依据,具有广阔的推广应用前景。     

隧道掘进中掏槽孔爆破引起的地表振动波形预测

为了研究钻爆法隧道掘进中掏槽孔爆破对地表的影响,建立了隧道工程中掏槽孔爆破引起的地表振动波形的预测方法。首先,从弹性半无限介质中球形药包爆破引起的地表振动波形理论解出发,根据实际介质的地表振动特性构造出一个适用于实际介质且更加简洁的球形药包地表振动波形函数,并用实测数据验证构造函数的正确性;然后,将隧道掘进中掏槽孔的爆破简化为单孔柱状药包的爆破来分析掏槽孔爆破引起的地表振动波形,再利用球形药包叠加法得到简化后的单孔柱状药包爆破引起的地表振动波形函数,从而得出掏槽孔爆破引起的地表振动波形;并讨论了不同围岩等级对隧道掏槽孔引起的地表振动波形的影响;最后以大坪山隧道为背景,利用现场实测数据验证了上述预测方法的正确性。     

岩巷掘进准直眼掏槽爆破新技术应用实例分析

 为了提高岩巷掘进速度,克服直眼掏槽和斜眼掏槽的不足,根据岩石爆破理论,提出一种新的掏槽方法--准直眼掏槽方式。该掏槽方式突破传统掏槽设计,主掏槽眼稍微倾斜(准直眼),槽底炮孔间距较大,次掏槽眼垂直于自由面。与现有掏槽方式相比,该掏槽方式具有以下特点：准直眼孔底间距大,可杜绝穿孔现象;采用合理间隔时间进行分层分次爆破;中心辅助直眼与两侧对称的准直眼互相配合,结合直眼掏槽和斜眼掏槽各自的优点;形式简单,易操作;槽腔大,效率高,成本低。基于爆生气体的准静态理论和岩石力学的极限平衡理论,分析准直眼掏槽槽腔形成过程。为了优化准直眼掏槽参数,进行大量的现场掏槽试验,从而确定不同爆破条件下的准直眼掏槽炮孔的布置方式、深度、倾斜角度、间距、装药量和微差起爆间隔时间等技术参数。施工中采取以长度定角度的方法可满足该掏槽方式对准直眼角度的严格要求。实践表明,在煤矿岩巷掘进中使用准直眼掏槽方式,能够取得良好的爆破效果和显著的技术经济效益。     

浅埋偏压隧道开挖爆破振动与控制技术

以密兴路改建工程火郎峪隧道工程为背景,进行掘进爆破地表振动监测与控制技术研究。监测与分析结果表明:①沿隧道横断面,偏压浅埋处地表振速最大;沿隧道开挖方向,自成洞区向未开挖区地表振速呈现递减趋势;②将大楔形掏槽改为多级小楔形掏槽,爆破振动效应与破岩效果得到有效改善;③合理布置掏槽位置,可以有效减少掏槽孔爆破对隧道偏压浅埋处的振动影响;④全面监控浅埋偏压隧道掘进爆破振动及其效应,优化爆破参数,既能有效控制爆破振害,又能保证较大循环进尺。     

特硬岩立井掘进中合理炮孔深度的试验研究

本文探讨了在特硬岩立井掘进爆破中的掏槽方式以及现场应用情况。对2．3m炮孔爆破与2．8m炮孔爆破的掘进速度、直接作业成本作了定量的对比分析。试验表明：强力复合掏槽在特硬岩立井掘进爆破中应用效果良好;2．3m炮孔比2．8m炮孔爆破的掘进速度更高、作业成本更低。     

并行小净距隧道楔形掏槽爆破振动效应研究

以重庆鸭江隧道小净距段爆破掘进施工为背景,采用现场振动监测与数值计算相结合的方法研究了并行小净距隧道后续洞上台阶采用楔形掏槽爆破产生的振动效应,分析了掏槽孔与掌子面之间的布置角度对振动速度场的影响。结果表明:先行洞迎爆侧边墙上的最大振动速度出现在后续洞爆破掌子面的侧后方;掏槽孔的布置角度越大则振动强度的极值越大,极值出现的位置也越靠近爆破掌子面。可以通过减小掏槽孔的布置角度来实现降低隧道掘进爆破振动强度的作用,此外在施工现场布置振动监测点时应考虑掏槽孔布置角度的影响,掏槽孔的布置角度越大则振动监测重点区域与爆破掌子面间的距离越小。     

中深孔双螺旋掏槽爆破的破碎机理与设计应用

分析研究了中深孔双螺旋掏槽形式在爆炸冲击波或应力波的作用下，掏槽炮孔爆源附近岩体破碎、破裂的过程及空孔在掏槽爆破中的作用效果。在此基础上提出了中深孔掏槽爆破设计的理论依据，具体给出双螺旋掏槽爆破的设计参数。这种掏槽在三峡工程茅坪溪泄水洞大断面开挖掘进中得到应用     

半边街隧道开挖爆破技术研究

快速、有效地进行隧道掘进爆破施工,一直是建设单位面临的重要难题。本文结合半边街隧道掘进爆破施工,根据隧道掘进爆破技术要求,确定隧道爆破设计方案。针对掘进爆破掏槽结构、孔网布置、装药结构进行详细设计,根据爆破的爆堆和块度分布、光面爆破效果对爆破参数进一步优化,加快隧道掘进爆破进度,减少超欠挖,为同类工程提供借鉴。     

立井大直径中空孔直眼掏槽爆炸应力场数值模拟分析与应用

 为提高立井井筒坚硬岩石段掘进施工的爆破效率,设计在两阶同深桶形直眼掏槽中心布置一个直径100 mm的空孔。根据理论计算和工程实践经验选定掏槽爆破参数,一阶掏槽孔圈径1 700 mm、间距850 mm,二圈掏槽孔圈径2 500 mm、间距650 mm。运用有限元软件LS-DYNA对一阶掏槽孔爆破后的爆炸应力场进行数值模拟分析和爆破参数合理性验证。模拟结果表明：增加的中心大直径空孔能够提高爆炸应力波峰值和延长作用时间,空孔周围岩体中应力波峰值为无空孔时的2.2倍。同时,数值模拟还更直观地表现直眼掏槽时爆炸应力波在空孔处的应力叠加和反射拉伸现象、以及空孔具有的导向作用。在此基础上,进行立井坚硬岩石段掘进深孔爆破现场试验研究,取得在坚固性系数f = 12～17的岩石中平均炮眼利用率达91.7%、爆破块度均匀的良好效果。     

采石场中的爆破设计与振动评价

1 INTRODUCTION Rock materials in many regions of Thailand are excavated mainly in Permian limestone. The sizes of quarry blast operation are large for those belong to the Portland cement companies，but for the others are small to medium. The main object of this project is to suggest methods to utilize up to the full benefit of explosives and to predict the vibration impact. Several strategic methods are combined in the study plans. These methods involve investigating structural defects of rock mass，designi...     

单轴–三轴和渗透水压条件下砂岩应变特性的CT试验研究

常规的应力应变试验难以清晰地反映砂岩在不同应力状态下的细观应变特性,然而,砂岩细观应变特性对一些工程的影响是非常巨大的。通过螺旋CT机以及与其配套的实时三轴加载和渗透压力设备对砂岩进行各种应力状态下的应变特性试验,反映出不同应力状态下的砂岩的应变特性有很大不同。结合CT图像和CT数的分析,对砂岩应变过程中的孔隙率的变化能直观地进行计算,以及对CT数方差的分析,能较简单地判断出砂岩的应变特性以及破坏模式。研究结果表明:(1)在单轴和三轴压力作用下,砂岩CT数方差变化剧烈的地方发生脆性变化,而方差比较稳定的地方发生塑性变化;(2)当有渗透水流作用时,砂岩应变特性与干砂岩的应变特性有明显差异,峰值强度显著增大,残余强度也明显增加;(3)砂岩在单轴干燥状态下是发生脆性破坏,而在有渗透压力和围压的情况下发生的是塑性破坏,有围压而没有渗透压作用时的破坏介于两者之间。     

深孔爆破一次成井技术与应用实例分析

 深孔爆破一次成井是解决天井掘进困难、加快天井施工和降低掘进成本的有效方法。介绍多孔球状药包爆破一次成井和直孔掏槽爆破一次成井2种模式,说明选择一次成井模式应考虑的因素,分析深孔爆破一次成井的技术难题,并提出相应的解决措施。研究认为,岩性、孔偏大小、成井断面大小和成井高度是影响模式选择的主要因素。通过圆形布孔、不等高分层、设置中间分层、分层同响、多分层上下依序起爆和分层间合理延时爆破等技术措施解决多孔球状药包一次爆破成井的夹制性难题;通过4空孔桶形掏槽,计算确定空孔参数和分段高度,试验确定槽孔装药结构和分段间炮孔堵塞长度等技术措施解决直孔掏槽方式与相关参数确定难题。最后,以某露天矿为工程背景,介绍了23m和32 m天井一次爆破成井的工程实例。     

山东省文化艺术中心大剧院CFG桩复合地基施工技术

山东省文化艺术中心大剧院地下2层、地上8层,地基处理采用长螺旋钻机成孔、管内泵送混凝土施工的CFG桩。由于空钻段长,为保证桩顶混凝土质量,将超灌高度确定为2m,然后进行基坑降排水及土方开挖,用人工跟进分批次截桩。通过低应变检测、高应变监测、单桩竖向抗压承载能力检测和复合地基承载力检测,均证明该技术能满足设计要求。     

Characterizing Firebrand Exposure from Wildland–Urban Interface (WUI) Fires: Results from the 2007 Angora Fire

This study examines the size distribution and other characteristics of firebrand exposure during the 2007 Angora fire, a severe wildland–urban interface fire in California. Of the 401 houses that received direct interface fire exposure 61% were destroyed and 30% did not burn at all. The ignition of buildings by wind-driven firebrand showers and the starting of “spot fires” in unburned vegetation ahead of wildfires have been observed for some time. Empirically quantifying the exposure severity or describing how many firebrands of what size and over what duration and distance cause ignition problems of concern has not yet been possible. However, a unique opportunity to gather empirical firebrand data from an actual interface fire evolved in the days immediately following the Angora fire. Digital analyses of burn patterns from materials exposed to the Angora fire were conducted to determine firebrand size distributions. It is probable that some burn patterns were larger in area than the firebrands due to progressive combustion or melting, but it was assumed that the overall size distributions of burn pattern areas were representative of actual firebrand sizes. This assumption was investigated by exposing sections of materials collected in the Angora fire to wind driven firebrands generated in the laboratory using the unique NIST Dragon’s lofting and ignition research facility (NIST Dragon’s LAIR facility). The firebrand size distributions reported were compared to firebrand size distributions from experimental firebrand generation in both recent laboratory building ignition studies conducted by NIST and from historical firebrand field studies. Such data is needed to form the basis of effective and appropriate interface fire hazard mitigation measures as well as modeling fire spread. Comparisons are made to current wildfire protection building construction regulations and test standards. The most salient result of this study is documentation of the consistently small size of firebrands and the close correlation of these results with the sizes of experimentally generated firebrands.     

汽车车身燃烧残留痕迹特征的研究

汽车发生火灾后，车身面板受到火焰作用形成明显的燃烧痕迹。对车身面板进行了火焰作用模拟试验，通过热分析（TG／DTA）、宏观形貌和微观形貌（SEM）等分析方法对车身燃烧残留痕迹的形成机理及其变化规律进行研究，提出了关于车身火灾燃烧残留痕迹的勘查方法，有效地应用于汽车火灾原因调查之中。     

Optimum strength distribution for seismic design of tall buildings

This paper examines the effects of strength distribution pattern on seismic response of tall buildings. It is shown that in general for an MDOF structure there exists a specific pattern for height‐wise distribution of strength and stiffness that results in a better seismic performance in comparison with all other feasible patterns. This paper presents a new optimization technique for optimum seismic design of structures. In this approach, the structural properties are modified so that inefficient material is gradually shifted from strong to weak areas of a structure. This process is continued until a state of uniform deformation is achieved. It is shown that the seismic performance of such a structure is optimal, and behaves generally better than those designed by conventional methods. The optimization algorithm is then conducted on shear building models with various dynamic characteristics subjected to a group of severe earthquakes. Based on the results, a new load pattern is proposed for seismic design of tall buildings that is a function of fundamental period of the structure and the target ductility demand. The optimization method presented in this paper could be useful in the conceptual design phase and in improving basic understanding of seismic behavior of tall buildings. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

螺旋升流式反应器的流态特性及流动模型研究

通过示踪试验以及计算流体力学软件Phoenics3．6对SUFR系统单元反应器的流态特性以及流动模型进行了研究。结果表明，SUFR反应器兼有推流与全混流的特点；SUFR单元反应器内的水流以螺旋方式行进，有助于反应器形成推流特征；SUFR单元反应器内的流动模型可以看作8个单元反应器串联而成，其中推流单元反应器与全混流反应器间隔排列，推流流态的容积占有率约为63％，其推流特征较为明显。     

三峡库区某高切坡稳定性分析与治理措施

对三峡库区某高切坡的稳定性进行定量分析计算,并对该高切坡的加固与防护措施进行了施工图设计。首先,根据高切坡的特点将其分为3个区段,分析了高切坡变形的地质条件和边坡滑移模式,针对不同的滑移破坏类型提出相应的稳定性计算方法。然后,对该高切坡多个典型地质剖面,在天然状态和暴雨工况下分别进行稳定性计算,得到其安全系数为0.939～1.268,表明该高切坡在暴雨工况下的稳定性较低。最后,在定量评价边坡稳定性的基础上,对高切坡的3个区段,分别采取清除危岩体、锚杆加固、挡土墙固脚与挂网喷射混凝土护坡等综合治理措施,以增强边坡的整体稳定性。实践证明,这些措施可以消除高切坡滑移的安全隐患,工程治理效果良好。