特大型危岩体治理爆破开挖振动效应控制研究

针对特大型危岩体爆破开挖治理过程中的爆破振动影响,建立符合危岩体特征的FLAC3D数值计算模型。将危岩体进行条块划分,计算并输入不同段药量时的爆破荷载,计算得到各条块质点加速度,并采用基于刚体极限平衡的等效加速度法进行危岩体爆破动力稳定性分析,得出了危岩体安全系数与单段药量之间的关系,结合相关规范给出了合适的安全系数所对应的单段最大药量。经现场爆破试验验证,可获得较好的爆破效果。通过分析危岩体爆破振速与爆心距的关系,提出了在控制药量条件下,采用特定爆心距处测点振速可作为现场监测控制标准。     

基于层次赋权的特大危岩体爆破削方风险评价云模型

针对特大型危岩体爆破削方治理过程中的风险因素具有随机性和不确定性,基于云模型理论,提出了组合赋权的危岩体云模型风险评价方法。从危岩体地质条件、环境因素、爆破削方施工及施工管理四个方面进行危险源辨识,建立特大型危岩体爆破削方治理风险控制安全评价指标体系,应用层次分析法对评价指标进行组合赋权处理。结合正向正态云模型和指标权重,计算评价对象的确定度及风险等级。应用该方法对甑子岩特大危岩体爆破削方治理过程进行了风险评价。该工程根据风险分析进行的危险源施工控制,能够满足施工安全。     

滑移式危岩体爆破振动动力稳定性研究

为了研究爆破振动作用下滑移式危岩体的动力稳定性,以白岩山隧道工程的爆破振动信号为基础,提出滑移式危岩体爆破振动加速度以及受爆破振动作用影响的危岩体稳定性安全系数计算方法。根据现场危岩区调查结果,基于时程分析法并通过Matlab计算,得到危岩体爆破振动加速度和危岩体稳定性安全系数时程曲线。结果表明:综合考虑爆破地震波传播过程中的衰减、危岩区频率特性、危岩尺寸以及时间效应等因素的影响,得出的加速度时程曲线和实测的数据基本吻合,计算出的稳定性安全系数符合工程实际,可为类似工程区危岩体稳定安全提供一定的参考。     

三峡库区望霞危岩体削方爆破振动测试分析

为确定三峡库区望霞危岩体爆破治理的地震波传播规律,评价其对附近坡体和建筑物的影响,对爆破治理工程进行了现场振动监测。根据现场测试数据的统计和回归分析,参考萨道夫斯基公式,得到了表征爆破地震波传播规律的经验公式。结果表明,爆破振动速度均小于安全规程规定值,振动对保留岩体及周边建筑影响有限,为后续治理工程控制爆破振动效应提供了理论依据。     

考虑尺寸效应的倾倒式危岩体爆破振动动力稳定研究

危岩体稳定性计算是危岩体崩塌地质灾害防治的关键,提出科学准确的危岩体稳定性计算方法对预测危岩体崩塌具有重要的现实意义。拟静力法进行危岩体爆破动力稳定分析,不能真实反映危岩体形状、尺寸及爆破地震频率、初相位等因素对动力荷载实际作用情况的影响。针对倾倒式危岩体,在传统极限平衡和条分法的基础上,考虑了危岩体形状、几何尺寸、爆破地震波频率和入射初相位等因素,建立了考虑尺寸效应的爆破动力稳定分析方法,利用MATLAB软件编制了相应计算程序。算例验证结果表明：计算出的稳定性系数随爆破地震入射初相位的变化呈现一定周期性规律变化,在参数一定的情况下,运用本文方法和程序计算出的危岩体最小稳定性系数与传统拟静力法计算结果比较接近,但均略大于传统拟静力法计算结果,相对差值在5.1%～8.2%之间,符合尺寸效应的讨论结果,计算方法和程序是合理有效的。在条分数取值为1时,所编制的程序计算结果等同于按照传统拟静力方法分析危岩体爆破振动动力稳定性。研究成果可为危岩体爆破动力稳定分析评价、工程建设中危岩体灾害防治以及控制爆破提供一定的参考和依据。     

天然裂缝在危岩体清除爆破中的减振效果研究

分析巫山望霞危岩体削方爆破振动监测结果,发现爆破振动速度与常规经验公式计算得到的结果相差较大,利用ANSYS-AUTODYN数值模拟软件进行分析得知,危岩体的裂缝对爆破振动速度的减振效果达到33.9％,随着裂缝数目的增加,其减振效果也提高.该结果对同类危岩体治理工程的爆破参数设计提供了优化依据.     

爆破振动频率衰减机制和衰减规律的理论分析

基于弹性介质中球状药包激发应力波的理论解及其频谱表达式,通过引入介质阻尼项,建立了球形药包爆破条件下实际岩体介质中爆破振动的频谱表达式,进而分析爆破振动频率的衰减机制和影响因素。分析表明:爆破振动频率的衰减与爆腔的大小、爆心距、岩体纵波速度和品质因子等因素密切相关。由于爆破地震波幅频分布曲线的多峰结构和高频爆破地震波衰减快的双重因素影响,爆破振动主频随爆心距的增大并非遵循严格的衰减,而在传播过程中会出现局部跳跃现象;爆破振动质心频率则呈现显著的衰减规律,其与岩体纵波速度与爆腔半径的比值成线性比例关系,与爆腔半径和爆心距的比值成幂函数关系。     

高边坡危岩体爆破及其控制技术

高边坡危岩体的爆破处治,区别于普通的爆破作业,而有其特殊性和复杂性.爆破设计和施工时应在充分了解危岩体的地质结构特征和周边环境的条件下,制定切实可行的爆破施工方案和有效的防护措施.基于石板房危岩体的结构特征和环境条件,介绍了控制爆破的设计原则,以及所采用的预裂和松动控制爆破方案,提出了控制爆破飞石和滚石的技术措施.通过采用控制爆破的方法,排除了危岩体对山下居民的危害和公路通行的影响,达到了预期的效果.     

基于时程分析的滑塌式危岩清除爆破动力稳定性计算方法

针对滑塌式危岩清除爆破问题,通过爆破峰值速度衰减规律及危岩体力学特性,建立了滑塌式危岩动力物理模型及动力计算模型;通过欧拉方程确定危岩体内任一位置的爆破动应力,提出一种简化方法确定了爆破等效荷载,并对等效荷载进行动力时程修正,结合极限平衡方法得到危岩体任一时刻的稳定性系数,最终建立了滑塌式危岩动力计算方法。以重庆市望霞W2-1危岩体为例,作危岩稳定性系数时程曲线进行时程分析,分析结果表明,爆破动力作用致使稳定性系数降低2.86%,加剧了危岩体的危险性,爆破动力对危岩体的作用时间在0.45 s左右,与现场监测数据基本吻合,可为危岩动力稳定性计算评价及优化危岩爆破清除设计提供理论依据。     

扎哈淖尔露天煤矿岩体边坡爆破的损伤研究

基于扎哈淖尔露天煤矿爆破试验,采集爆破振动数据,并且爆破前后对岩体进行声波测试。利用爆破振动试验数据,通过萨道夫斯基公式拟合得出置信度为0.9以上的K、α值,分析、预测岩体边坡的破坏趋势以及控制性构造面对爆破效果的影响;通过声波测试的试验数据分析,结合岩体爆破前后的损伤度、爆破前后的岩体完整性系数以及岩体声波波速的降低比率之间的关系,研究了爆破次数与损伤度之间的关系,同时也分析爆心距和边坡疲劳度之间的关系。通过爆破震动速度的衰减形式及特点,确定边坡的危险区域,为研究爆破对边坡稳定性的影响提供了借鉴。     

隧道掘进爆破振动在地表及上部岩体传播特征?

为了解隧道掘进爆破振动信号在地表及上部岩体内传播的特征,以鹤大高速小沟隧道掘进爆破为工程背景进行研究。对地表部分,现场监测后利用小波包分析对监测数据进行信号去噪重构处理,对得到的纯净信号进行时频分析及能量分布研究,进而得出振动信号沿地表的频率分布规律及能量衰减规律。对上部岩体,利用ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟,提取关键点振速,分析得出开挖与未开挖两侧振动信号在隧道上部岩体内传播过程中的质点振速与能量衰减规律。为隧道爆破掘进动力响应研究、爆破震害评估和爆破设计的改进提供依据。     

孔底设复合消能结构的岩体爆破振动特性研究

爆破振动的特性、控制方法及措施一直是工程爆破界的研究热点。基于白鹤滩水电站坝基开挖中开展的孔底设复合消能的岩体爆破开挖试验,结合动力有限元技术数值模拟,以及对实测振动傅里叶频谱分析,研究了孔底设复合消能结构的岩体爆破振动特性。数值模拟与现场监测结果表明:孔底设复合消能结构相对于常规装药结构能够大幅减小炮孔底部岩体的爆破振动速度,减小幅度达到30%以上,相应的傅里叶幅值谱峰值和主频率也有降低,可见爆破孔孔底设复合消能结构可有效降低孔底的峰值振动速度,从而控制孔底岩体的爆破损伤范围。     

复杂环境下洞库爆破开挖安全技术

为保证爆区周围建(构)筑物及其存放危险品的安全,需要对地下工程爆破开挖产生的有害效应进行控制。以兰州附近山沟内某洞库爆破开挖工程为研究对象,分析了该工程的特点及难点,从改进爆破技术和优化防护措施两个方面研究了洞库爆破开挖安全技术。通过采用短进尺、弱爆破的预裂爆破技术,不耦合装药的爆破方式,非电导爆管闭合串联的起爆网路形式,有效控制了爆破振动、爆破飞石和空气冲击波等有害效应。采用两种不同的进尺方案,安全经济,效果显著。根据爆破振动实测结果,及时调整爆破参数,完善安全控制措施,控制指标均在允许的安全标准以内。爆破效果表明,研究提出的爆破开挖安全技术能够满足控制有害效应,确保施工安全的要求,可为类似地下工程爆破施工提供借鉴。     

复杂环境下洞库爆破开挖安全技术

为保证爆区周围建(构)筑物及其存放危险品的安全,需要对地下工程爆破开挖产生的有害效应进行控制。以兰州附近山沟内某洞库爆破开挖工程为研究对象,分析了该工程的特点及难点,从改进爆破技术和优化防护措施两个方面研究了洞库爆破开挖安全技术。通过采用短进尺、弱爆破的预裂爆破技术,不耦合装药的爆破方式,非电导爆管闭合串联的起爆网路形式,有效控制了爆破振动、爆破飞石和空气冲击波等有害效应。采用两种不同的进尺方案,安全经济,效果显著。根据爆破振动实测结果,及时调整爆破参数,完善安全控制措施,控制指标均在允许的安全标准以内。爆破效果表明,研究提出的爆破开挖安全技术能够满足控制有害效应,确保施工安全的要求,可为类似地下工程爆破施工提供借鉴。     

既有临空面对采空区上覆岩体爆破振速场的影响研究

采空区边界条件影响其上覆岩体爆破地震效应.基于弹性波动理论,借助动力有限元算法,研究了采空区临空面、地表自由面及两种边界耦合作用下爆破地震波的传播机制与上覆岩体振速场的空间分布规律,以此为理论依据提出了上覆岩体分区准则.结果表明:采空区临空面改变爆破地震波传播路径,拐点对爆破地震效应具有显著衰减作用,可根据波传播途径拐...     

柏杨湖大桥3~#桥台后沿陡坡危岩爆破排险

柏杨湖大桥3~#桥台后沿陡坡危岩塌落可能冲毁桥台,防碍桥梁延伸铺设,拖延工期,亟待解决。针对复杂的地质环境条件和严格的施工要求,基于爆破有害效应、爆破块度特征与孔网参数、装药结构、起爆顺序相干性等控制爆破理论,首先对柏杨湖大桥3#桥台后沿陡坡危岩爆破排险的有害效应,包括爆破飞石、大块滚石、爆渣、爆破振动等进行了控制分析,然后仅对导致危石的危险部分实施爆破,并采用不连续、不耦合装药结构,实行逐排延时松动爆破,一次延时起爆危岩,避免了危石直接塌落,达到了预期的爆破效果,成功解危。     

密集型塔基桩孔开挖控制爆破技术

针对泸定大渡河特大桥塔基桩孔布置密集的状况和开挖区基岩节理裂隙发育的特点,应用短进尺、锥形掏槽的减震光面爆破技术进行直径2.8 m圆形桩孔的全断面掘进。尤其是在桩孔间净距仅为3.2 m时,采用锥形掏槽逐孔毫秒延迟起爆技术,并通过在掏槽中心空孔内布设0.1~0.2 kg的抛渣药包后于掏槽孔起爆,达到提高爆破效果、减弱爆破振动目的。在详细给出桩孔开挖控制爆破技术措施、爆破参数和施工方法的基础上,利用现场实测数据进行爆破效果、振动效应和围岩稳定等分析。工程实践表明:锥形掏槽逐孔毫秒延迟起爆技术能使邻近桩孔围岩的爆破振动强度得到有效控制,开挖爆破在邻近桩孔内产生的最大峰值振动速度小于10 cm/s,满足围岩安全振动控制标准;爆破前后桩孔围岩波速的平均下降率3.74%,远小于技术规范规定的10%的声波下降率量化标准;桩孔单循环爆破进尺约1.2~1.3 m,开挖壁面平整,基本没有超欠挖,保持了围岩的完整性和稳定性。     

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。