电子起爆条件下雷管布置对爆破振动频谱的影响研究

爆破作为大规模、高效益的破岩方法，在隧道工程中广泛应用，但不可避免地给邻近建构筑物和围岩带来一些不良影响，其中以爆破振动为首。电子雷管起爆延时精确、安全可靠，可以实现对爆破振动强度与频谱的主动控制，是降低爆破地震效应的有效手段。为探究电子起爆条件下雷管位置和数量对爆破振动频谱的影响，通过现场试验和数值计算相结合的方法，归纳总结了起爆点分别位于靠近装药段底部、装药段顶部、装药段中部、装药段顶部底部同时起爆、装药段均匀分布两起爆点同时起爆五种不同起爆条件的爆破振动主频特征；基于黏弹性介质爆破振动频谱表达式，从爆源叠加的角度通过分析不同工况中的爆炸荷载特征，研究了不同起爆点工况下爆破振动的频谱特性，从机理上揭示了雷管布置对爆破振动频率的影响机制与规律。结果表明：装药段均匀分布两起爆点同时起爆条件下爆破振动频率最高，中点起爆和顶部底部同时起爆次之，顶部、底部单点起爆最低。改变雷管位置或数量实质上是将整个装药段分段同时引爆，等效为多个子爆源叠加，分段越多，子爆源装药长度越短，爆轰过程缩短，炸药在孔内的能量释放率提高，爆炸荷载上升速率越快，爆破振动频率越高。随着爆心距的增大，雷管位置对爆破振动频率...     

应用电子雷管进行干扰降振爆破试验研究

利用单孔爆破振动监测试验,在分析单孔爆破振动波特性的基础上,根据单孔爆破获得峰值衰减、振动周期、传播速度等参数,提出了应用电子雷管精确设计起爆时差实现干扰降振。通过实例验证,按单孔爆破振动波的半周期设计各药包起爆时差,至少产生群孔爆破振动峰值小于单独炮孔的爆破振动峰值,具有一定的干扰减振效应。最终提出将炮孔均分为上下两段装药,并设计为半周期时差起爆,可实现各炮孔的自身干扰降振,减振效果更加理想。     

深孔连续与间隔装药爆破数值模拟研究

基于大型非线性动力学分析软件LS-DYNA,采用岩石材料的JHC本构模型,模拟了深孔连续与间隔装药爆破时的压力场、应力场以及速度场发展过程,分析了装药结构不同和起爆方式不同对爆破效果的影响。研究表明:与连续装药结构相比,中部间隔装药结构能够降低初始压力峰值,降低炸药单耗,减少爆破产生的震动效应,改善爆破效果。对于中部间隔装药结构,在不存在时差的前提下,底部起爆可提高能量利用率,而中部起爆可减小爆破震动。     

台阶爆破精确起爆振动特性研究

采用数码雷管起爆技术进行了深孔台阶爆破精确起爆试验,并进行了爆破振动测试。通过对实测爆破振动波形的分析,分析了爆破振动特性,探讨了爆源的空间位置对振动特性的影响,提出了深孔台阶爆破精确起爆的合理段间时差建议值。     

延时起爆技术对中深孔爆破地震波强度的控制

减小大孔径中深孔爆破地震波的危害,关键在于控制最高一段起爆药量及产生的爆破振动的能量。本文阐述了在不同的爆区环境下,通过采用孔内分段间隔起爆、孔间分组传爆、排的延时传爆及调整起爆顺序等减振技术措施,可以有效地降低中深孔爆破产生的地震波危害。     

延时起爆技术对中深孔爆破地震波强度的控制

减小大孔径中深孔爆破地震波的危害,关键在于控制最高一段起爆药量及产生的爆破振动的能量。本文阐述了在不同的爆区环境下,通过采用孔内分段间隔起爆、孔间分组传爆、排的延时传爆及调整起爆顺序等减振技术措施,可以有效地降低中深孔爆破产生的地震波危害。     

采石场空气间隔装药数值模拟及应用

为改善某道路工程所属采石场的爆破效果,进行了空气间隔装药爆破技术的研究与应用.首先,运用数值模拟手段对比了不同空气间隔装药参数下的爆破作用效果差异,发现当间隔比例较小时间隔段的峰值压力依然足以破碎岩石;其次,在现场进行试验并运用数字图像分析软件分析爆后岩石块度分布,结果表明采用1 m间隔长度可以得到良好的爆破效果;最后,综合数值模拟及现场试验结果,在该采石场采用1 m间隔长度进行空气间隔装药,实际应用取得了降低成本、减小爆破振动、提高爆破效果的成效.     

井下矸石仓全深度一次爆破成井技术

为保证垂深13.2 m的矸石仓的全断面深孔一次光爆成井,采用分段式菱形掏槽、中心空孔设置抛掷弹改善掏槽、大空腔比装药结构的周边孔光面爆破以及掏槽孔和辅助孔分段集中装药,科学合理地选择爆破段高、装药量、装药结构、起爆顺序和时差,达到了成型良好的预期爆破效果,实现了安全、高效、快速的掘进的目的.同时提出了安全技术措施,对类...     

改善小龙潭矿务局开采爆破效果的降振技术实践

通过改变炸药品种提高装药高度、改变装药结构、增大延时起爆间隔时间、提高爆破振动频率、采用高精度电子雷管等措施,改善了小龙潭矿煤岩层的爆破效果,降低了爆破振动的影响。     

洞外等间隔微差起爆技术在药室爆破中的应用

本文通过两个工程实例介绍了洞外等间隔微差起爆技术在药室爆破中的应用,最大一次起爆药室26个,炸药28.8吨,仅用3个段别的非电毫秒雷管使多数药包单独爆炸,把爆破振动减到最小,取得了较好的爆破效果。同时提出了保证网路传爆的可靠条件。     

地铁隧道小净距下穿地下洞室振速控制研究

为控制地铁隧道爆破在小净距下对人防洞室的有害振动效应,以武汉市地铁5号线隧道的爆破掘进工程为依托,基于ANSYS-Lsdyna平台,通过建立地铁隧道掏槽孔延时起爆的三维数值模型,研究掏槽炮孔的电子雷管最佳延时设置时间,结合对比分析数值模拟和隧道爆破振动监测数据,采用等效弹性边界的载荷加载的数值模拟方法,能够有效地模拟复杂环境下地铁隧道掏槽爆破振动,能较好地模拟隧道爆破对小净距下人防洞室的振动规律。对掏槽孔而言,隧道不同级掏槽起爆适宜合理时间为10 ms,同一级掏槽起爆合理延时时间为6 ms,合理最大单段药量为0.6 kg。     

岩石介质中双孔爆破效应的数值模拟研究

基于动力分析软件LS-DYNA及Langrange-Euler耦合算法,数值模拟研究了双炮孔同时起爆和微差起爆(微差时间分别为0.05 ms、0.1 ms、0.3 ms和5 ms)时爆炸冲击波在岩石介质中的传播规律和爆破对炮孔周围岩体振动效应的影响。研究表明:双炮孔同时起爆初期,损伤破碎区的扩展类似于单孔爆破;当爆炸冲击波相互叠加后,两炮孔中间纵向单元和药柱内外两侧横向近区单元的压力和等效应力随爆心距的增大而减小,而自由面上单元呈现出先增后减的变化趋势,且在距药柱10 cm外出现内侧单元的压力和应力值均高于外侧;微差起爆可缓解爆破振动和改善爆破效果,以同时起爆药柱完全引爆所需时间0.3 ms为例,当微差小于0.3 ms时,随着微差时间的延长,微差起爆对周围岩体单元的压力和等效应力峰值的降低幅度越大,同时缓解岩体纵向爆破隆起和z方向的振动效应也越明显,但超过0.3 ms后则微差起爆的改善效果受到一定限制。     

双孔微差及长柱药包爆破振动数值模拟研究

为进一步讨论双孔微差爆破及柱状药包爆破振动新特性,通过在空腔内壁施加等效爆源荷载方法,建立药包爆破振动LS-dyna数值模拟模型,分别对双孔微差爆破和长柱状药包爆破振动进行分析。通过控制加载时间模拟不同延时间隔下的微差爆破过程,同时建立不同长度的加载组元来表示柱状装药的药包长度,进而研究药包长度对爆破振动的影响。数值模拟结果与相应的理论计算结果具有较好的一致性。结果表明:微差爆破质点峰值速度与距离整体呈现负相关,但在衰减过程中出现局部的增大现象,增大的幅值和区间与延时间隔有关,间隔时间越长,局部放大效应距离爆源越远,放大幅值越小。对长柱药包的模拟结果则表明:对于介质中某一点,当药包长度达到特定值后,质点峰值速度将不随着药包长度的增长而增大,这表明传统的通过药量来衡量爆破振动幅值的计算方法具有一定局限性。这些成果对爆破振动预测及爆破施工设计具有一定指导意义。     

城镇浅孔爆破逐孔起爆合理延时的研究

以昆明市某深基坑爆破开挖工程为背景,构建浅孔逐孔起爆的三维数值计算模型,对不同延时的应力时程和质点峰值振速进行数值模拟,获得浅孔逐孔起爆的合理延时。模拟研究结果表明:延时35 ms、50 ms均可获得良好的岩石破碎效果,但延时35 ms引起的质点峰值振速更小,故针对工程要求的松动爆破,延时35 ms的逐孔起爆模型效果更佳。现场试验结果表明:延时35 ms的方案从岩石破碎、飞石及振动等各方面综合来看,效果是最佳的,验证了数值模拟计算结果的正确性。     

双侧紧贴运营新桥的大型桥梁爆破拆除技术

针对老桥在拓宽改造期间两侧拼宽新桥已运营条件下的拆除工程特点,提出了逐跨延时原地缓冲坍塌控制爆破方案,运用计算机数值模拟计算方法,优化确定起爆顺序与延时时间、预处理方案,预测爆破与塌落全过程及对新桥安全性影响;以桥梁受力特点分析为依据选取了爆破部位,确定了浅孔结合深孔的钻孔方式,对于复杂材质承压结构的深孔,提出了"一孔三段"装药结构的设计思路;结合数值模拟分析与"单响药量控制优先"原则,设计了多单元复式导爆管雷管起爆网路,介绍了"悬空式多回路"联网的施工作业方法;在确定新桥爆破振动和塌落振动的控制标准的同时,利用数值模拟和理论公式进行了安全校核。该技术可为类似工程的前期设计优化与最终工程实践提供参考。     

双侧紧贴运营新桥的大型桥梁爆破拆除技术

针对老桥在拓宽改造期间两侧拼宽新桥已运营条件下的拆除工程特点,提出了逐跨延时原地缓冲坍塌控制爆破方案,运用计算机数值模拟计算方法,优化确定起爆顺序与延时时间、预处理方案,预测爆破与塌落全过程及对新桥安全性影响;以桥梁受力特点分析为依据选取了爆破部位,确定了浅孔结合深孔的钻孔方式,对于复杂材质承压结构的深孔,提出了"一孔三段"装药结构的设计思路;结合数值模拟分析与"单响药量控制优先"原则,设计了多单元复式导爆管雷管起爆网路,介绍了"悬空式多回路"联网的施工作业方法;在确定新桥爆破振动和塌落振动的控制标准的同时,利用数值模拟和理论公式进行了安全校核。该技术可为类似工程的前期设计优化与最终工程实践提供参考。     

爆破地震波传播过程中的多普勒效应研究

为研究爆破施工中毫秒延时爆破作用的频谱特性,采用理论推导和数值模拟相结合的方法进行分析与计算。利用模态识别方法对炮孔间隔时间为25 ms的延时爆破振动数据进行频谱特性分析,得到爆源左、右两侧的爆破振动频率分别约为35 Hz和45 Hz的整数倍。进一步分析可得,这是由于爆破地震波在传播过程中发生多普勒效应,导致不同方向上的频率发生偏移,使得爆源两侧的爆破振动频率值存在差异。据此,实际爆破施工中可以利用多普勒效应进行爆破振动频率的调控。     

超近距并行管沟精确爆破开挖的模拟分析

为了探究超近距并行管沟爆破开挖对在役管线的影响,在现场实验的基础上,利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,研究了3种方案的爆破振动对在役管线的影响规律。结果表明:在爆破开挖作用下的现场实验和数值模拟中,在役管线质点在y方向的峰值振速均大于x方向与z方向的振速,且y方向的峰值振速在地面最大,管线迎爆面次之,背爆面最小;在其他条件相同的情况下,药包中心距离管线越远,钻孔越深,管线受到的爆破振动越小,管线受影响的范围越小。分析得到方案2为超近距并行管沟爆破开挖的最优方案,对实际工程具有一定的指导意义。     

冰介质爆破特性实验研究

迄今 ,由于缺乏对冰介质爆破特性的了解 ,黄河防凌爆破仍停留在局部经验阶段。本文对冰介质的力学特性进行了实验研究 ,并测定了部分力学特性。结果表明 ,在爆炸载荷作用下 ,冰介质呈现明显的脆性变形 ,并且其抗压强度是抗拉强度的 3～ 6倍。通过 -2 5℃气温条件下冰介质中标准爆破漏斗试验 ,求得炸药单耗为 83 0 g/m3,与爆破中软岩石的炸药单耗相当。     

毫秒延时爆破振动叠加作用的数值模拟研究

首先进行了单孔爆破地震波数值模拟,其波形变化规律与相关研究相吻合。在此基础上进行了两孔延时间隔为0～25ms的爆破振动波形叠加作用的数值模拟,并讨论了两种不同延时间隔理论的可行性和实用性。研究表明,即使延时间隔不足1/5倍主震周期,毫秒延时爆破的振速也低于齐发爆破的振速;当延时间隔约为1/2倍主震周期时,存在部分测点振速低于单孔爆破振速的现象,但由于爆破振动周期不规则变化,其降振的可靠性不高;当延时间隔大于地震波持续时间时,可避免前后地震波主震段叠加,从而将多孔毫秒延时爆破振速降低至单孔爆破的振速。