露天矿边坡爆破震动动力响应分析

基于有限元动力分析的基本原理,结合云南某露天矿边坡工程实例,建立边坡爆破震动动力分析模型。利用自编程序,将爆破震动实测速度时程曲线转化为加速度时程曲线来计算荷载,运用Ansys软件对该边坡进行模态分析和爆破震动加速度时程分析。分析结果表明,用时程分析法计算边坡爆破震动作用下的动力响应结果能够较真实地反映矿山边坡的动态特征以及爆破震动对边坡的扰动作用。     

工程扰动下矿山高陡边坡力学响应规律研究

露天矿山中存在大量的高陡边坡与凹陷露天深坑,受区域环境影响,开采过程中各种生产扰动可能会造成滑坡、滚石等现象,威胁生产安全。基于高陡边坡稳定性分析相关理论,综合考虑工程区域地质条件,建立了边坡稳定性分析的数值模型。采用显式—隐式结合的计算方法,通过LS-DYNA软件对露天矿山高陡边坡爆破布置方案进行模拟,实现了计算结果的唯一可解性、无条件稳定性和收敛性。从时变角度对静力场应力迁移与动力扰动的共同作用进行了研究,针对扰动影响开展了动静耦合力学响应规律分析。研究表明：①上覆岩层剥离后边坡体坡面及台阶位置产生卸荷力学行为,坡顶位置振动速度较大,生产中坡顶易发生碎石滚落,需重点防范;②在工程爆破中,炸药量越大,塑性范围随之呈正比增长关系。爆心距较大的单元变形受地应力作用影响明显,爆破动力仅提供初始扰动作用。③根据不同药量爆破动力强度的分析,为了减震降灾,应当尽可能维持最优药量爆破,或者采用预裂爆破形式,削弱爆破振动对周边环境的影响。通过完成矿山高陡边坡稳定性优化研究,实现了动静荷载还原的边坡稳定性时程分析,可为露天矿山开采扰动影响的预测预警提供参考。     

爆破振动作用下台阶边坡的动力响应及稳定性分析

运用FLAC^3D软件建立了某含夹层的双台阶顺层边坡数值模型, 分析了爆破振动作用下边坡动力响应规律, 并根据爆破后的塑性区分布图、剪应变增量图、水平方向位移云图对边坡的破裂面进行了分析, 研究了关键点位移、最大拉应力、抗剪屈服函数对边坡稳定性的影响, 结果表明, 随着爆心距增大, 振动幅值衰减规律为近大远小, 坡面以及坡内局部存在高程放大效应; 夹层影响着边坡动力响应规律, 爆心距相近时, 夹层之下的振幅大于其上的振幅; 夹层影响着边坡的变形和破坏方式, 分析岩体内部各点的最大拉应力和抗剪屈服函数可知, 对每级台阶而言, 坡脚是最容易受拉和受剪破坏部位, 坡顶后缘容易受拉破坏; 边坡动力稳定性可以通过对剪出口附近监测点的水平位移时程曲线进行判断, 发散则失稳, 收敛则稳定。研究结果对矿山边坡的减震与防护有一定指导意义。     

露天矿边坡开挖爆破震动动力响应分析

介绍了某露天矿高陡边坡计算模型的概化方法、建立方式.利用自编程序,将爆破震动实测速度时程曲线转化为加速度时程曲线作为计算荷载,对该边坡爆破开挖进行了ANSYS有限元应力、位移、速度响应时程分析.分析结果表明,尽管此次爆破的震动速度最大值超标,各种应力在坡脚底部存在应力集中现象,但各应力值都较小,边坡没有发生任何塑性变形;随着爆破规模的增大,出现了明显的放大效应和惯性滞后效应.     

矿山爆破振动载荷下框架结构的动力响应分析

针对矿山爆破振动对邻近建筑结构的影响,对现场的爆破振动进行了监测,运用动力有限元法建立了包括确定爆破激振力的作用位置、大小和时程特征等爆破加载模型。采用ANSYS/LS-DYNA软件分别将爆破振动波输入建筑结构模型进行数值计算,通过建筑结构在爆破载荷作用下的结构自振周期随阶数变化和加速度、速度和位移时程曲线及各楼层测点的加速度放大系数的变化,分析了某矿办公楼对爆破振动的动力响应情况。研究结果表明:在模态4阶之前自振周期下降较快,5、6阶比较平稳,7阶后自振周期缓慢变小并趋于平稳,且模型的高阶振型出现扭转效应。随着楼层增加框架结构对矿山爆破振动响应的加速度增大的趋势。     

岩体结构面对边坡动力稳定影响的数值模拟研究

为探索爆破振动作用下岩体结构面对边坡稳定的影响,以贵州省某露天矿爆破工程为背景,采用ANSYS/LSDYNA动力有限元软件分别建立含结构面和不含结构面的边坡爆破模型,对爆破振动作用下的边坡动力响应特征进行分析。数值模拟结果表明,地震波穿过结构面时,位于结构面前的边坡体上的质点振速发生明显的叠加放大。随着爆心距的增大,质点振速放大系数由1.05增加到1.61,而边坡单元的有效应力放大系数均小于1.10。结构面的存在,对结构面前质点的位移影响不大,其最大位移值仅为1.87mm。     

爆炸荷载下露天矿高陡边坡动力响应分析

为研究矿山高陡边坡在爆炸荷载作用下的动力响应规律,采用LS-DYNA软件,对威斯特铜矿的采场边坡进行完全动力有限元计算。对比分析了数值模拟和现场实测环境下爆炸应力波的传播规律,两者结果相接近。同时,通过对各台阶爆破振动速度的统计分析可知,随着台阶高程的增加,在台阶坡顶、台阶边缘至台阶内侧坡脚的1/3至1/2距离处容易产生高程放大效应。另外,利用极限平衡法原理,结合数值模拟计算结果,计算了在炸药起爆后400ms内边坡的时程安全系数,直观描述了爆破动力荷载对边坡稳定性的影响。     

地震动力响应下某矿山排土场边坡稳定性分析

地震引起的边坡动力响应是诱发排土场失稳的主要诱因之一,本文以某矿山排土场边坡为背景,采用Geostudio软件模拟分析了Ⅷ级地震作用下某排土场边坡质点位移时程曲线、质点应变时程曲线以及安全系数时程变化曲线。研究结果表明：在地震力作用时间段内,该矿山排土场边坡最大质点位移、最大质点应变仅为8cm与0.0025,安全系数最小值为1.65大于规定的许用安全系数1.10,表明该排土场边坡处于稳定状态。     

爆破动载作用下边坡临界振速及安全距离的计算

结合现场爆破地震监测数据,通过有限元数值模拟的方法提出了爆破振动作用下边坡动力安全系数时程变化的计算方法。该方法以动力有限元时程分析得到边坡安全系数随爆破载荷加强而不断降低的变化特征,当边坡安全系数为1时,边坡处于临界状态,此时边坡承载的振动速度即为临界破坏振速,通过插值法计算得到边坡临界破坏振动速度,并结合爆破地震波的传播规律反推得到爆破安全距离,为矿山边坡维护以及生产爆破提供科学有效的参考。     

采矿爆破荷载作用下高陡边坡稳定性数值模拟分析

爆破荷载作用下高陡边坡的动力稳定性分析是一项较为复杂的过程.针对云南省昭通市铅锌矿大明槽高陡边坡下方Ⅰ#矿带开采爆破设计,利用有限元程序进行了边坡爆破过程中位移、速度、应力分布和边坡稳定性的动力分析,结果表明了该开采爆破方案设计是切实可行的,并为以后爆破设计提供了参考依据.     

高寒地区矿山爆破振动对岩石边坡的响应特征分析

针对高寒地区爆破振动对岩石边坡响应特征的分析较少。为了研究高寒地区爆破振动衰减规律以及对边坡的响应特征,选取矿区岩石试件分别在-25℃和+20℃条件下进行了岩石波阻抗的测试试验;在6月至8月、11月至翌年1月分别对边坡展开了爆破振动监测试验,进而基于数值模拟手段,对比分析了岩石边坡在6月至8月、11月至翌年1月条件下的响应特征。研究结果表明,-25℃条件下的岩石试件波阻抗增大了28.5%;通过对边坡的爆破振动测试,揭示了11月至翌年1月的爆破振动峰值速度衰减特性;爆破荷载作用下,随着温度的降低,岩石边坡坡底部位的沉降位移呈增加趋势,主要是由于爆破振动衰减速率降低,延长了地震波对边坡的作用时间而造成了位移的增大,研究结果可为后期控制爆破振动对边坡的危害效应提供一定的指导意义。     

某露天铁矿爆破振动对边坡的动态响应特征研究

岩石边坡的安全性影响着矿山的经济效益。为了评估露天矿岩石边坡的稳定性,研究爆破近区的岩石边坡对爆破振动的响应特征,以某露天矿爆破开挖为工程背景,运用理论分析并根据现场地质条件,确定边坡上的测点位置,研究爆破振动波在边坡上传播的规律。 运用FLAC3D软件建立边坡模型,分析岩石边坡在爆破振动作用下的速度、位移的变化特征。研究表明：高边坡的测点竖直方向振动速度相对于水平方向较大,爆破振动强度并没有随着正高程的增大而呈现无限放大趋势,而是达到一定高程差时才会呈现出爆破振动的放大效应;边坡的竖直方向与水平方向发生小部分变形,但坡底水平位移变化幅度较大且为集中,降低了边坡的稳定性。     

爆破动荷载作用下露天矿岩质边坡稳定性及支护研究

露天矿边坡的稳定性对于矿山安全生产具有重要意义,在爆破作用的长期影响下,岩体会造成损伤积累,降低边坡的稳定性。因此,以攀西地区某露天矿为研究对象,通过现场监测所得的爆破振动速度,基于FLAC3D数值分析软件,研究爆破动荷载作用下岩体的变形特征及动力响应特征,确定危险区域的同时设计锚索进行支护分析爆破动荷载作用下锚杆的轴力特征及多次爆破作用下预应力损失规律。研究结果：边坡在爆破动荷载作用下坡底产生局部剪切破坏且沿上部逐渐发展,在多次爆破作用下预应力持续降低,最大预应力损失比为18.05%,且预应力损失趋势逐渐降低,因此进行支护设计时建议初始预应力值应为设计值的1.2倍,研究结果对于指导露天矿施工具有一定的借鉴意义。     

爆破扰动下顺层岩质破碎高陡边坡的稳定性监测与数值分析

高陡顺层岩质边坡历来是国内外学者重要的研究内容,高陡顺层岩质边坡稳定性对于露天矿山的安全建设具有重要意义。因此针对某露天矿山终了顺层岩质边坡的稳定性进行了研究,旨在分析该矿山顺层岩质边坡在爆破扰动下的稳定性,通过采用室内岩石力学试验、爆破振动监测法以及数值分析法对该矿山两种爆破条件对顺层边坡的扰动进行了全面的研究。研究结果显示,在两种爆破条件下,顺层边坡结构面处的位移均呈现出由上至下逐渐增加的趋势,且超过结构面一半时,位移显著增加,且当主爆区爆破时,在爆破扰动下,边坡的安全系数为1.66;当预裂孔爆破时,边坡的安全系数为1.61。说明越靠近顺层边坡的结构面时,边坡的稳定性受爆破的影响越敏感,且在主爆区的频繁爆破扰动下,边坡的稳定性已经受到影响,因此在越靠近结构面的预裂爆破起爆后,边坡的稳定性会降低,但根据安全系数的计算结果可知,不同爆破条件下边坡均处于稳定状态。此项研究为该矿山的设计提供了宝贵的理论依据,为今后矿山的设计、生产均提供了可靠的指导。     

Evaluation method for expressway rock slope stability based on numerical simulation

Taking the deep cutting excavation of Beijing-Qinhuangdao expressway as an example, the paper utilizes DYNA-2D dynamic FEM procedure to simulate the rock blasting process. The computation model was based on dynamical response of nonlinear elasto-plasticity material. According to analyses of the distribution and transmission of stress field, displacement field, velocity field, and acceleration in the course of blasting,and discusses of the blasting vibration influence to the rocky cut slope from many sides.the calculated results met well with that of in situ measured results. It is easy to determine vibration state of any point in the slope such as stress, displacement, velocity and acceleration, which confirm that numerical simulation method is feasible. The meaning of this research is not only to design the blasting construction to forecast and prevent the expressway rocky slope from disaster in mountains area, but also to offer a new experience of numerical method in geotechnical field.     

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。     

预裂爆破在尖山磷矿高边帮开采中的应用

合理设计预裂爆破参数,能够将爆破振动对采矿预留高边坡的扰动降到最小。以尖山磷矿东采区已形成的高边坡为例,基于爆破理论及经验公式,结合国内外较为成熟的研究结论,确定预裂爆破的炮孔直径、炮孔间距、装药不耦合系数和线装药密度等参数,将预裂爆破试验振动速度值与回归分析得到的边坡质点振动速度公式计算值比较发现,该爆破参数取值的预裂爆破方案的平均减振率可达52.5%,说明优化的预裂爆破方案对高边坡保留岩体的减振效果明显,建议在尖山磷矿东区高边坡周围开采中广泛采用。