节理岩体爆破研究进展

实际的岩体都是被节理裂隙等弱面切割,对爆破效果有很重要的影响、本文在回顾并综合分析了节理岩体爆破理论和试验研究状况的基础上,对节理岩体的质量综合评价、力学模型的研究、数值模拟的研究、爆破块度的分析及理论与试验相结合等方面提出了几点看法。     

节理裂隙岩体爆破试验研究

首先利用超声波探测法对节理裂隙岩体进行了声波测试,对不同的节理裂隙岩体进行了质量评估.然后通过对节理裂隙岩体进行爆破漏斗试验,分析了节理裂隙对岩体中爆炸应力波传播、岩石破碎及爆破漏斗形成的影响,得出了一些有益结论,对节理裂隙岩体理论研究和指导工程实践具有一定的参考价值.     

爆破作用下节理岩体应变能变化规律及影响研究

节理岩体的爆破破裂机制及特征是岩土工程领域的研究热点之一,从岩体应变能角度进行研究更接近岩体破坏本质。建立节理岩体的爆破开挖模型,采用波动理论推导出爆破引起的节理岩体的应变能密度和节理张开位移的理论解。理论解表明:节理岩体的应变能与爆破荷载强度及初始地应力水平密切相关。以白鹤滩水电站工程为实例,采用理论解计算了爆破荷载从10~20 MPa,初始地应力从0~10 MPa时的岩体应变能密度与节理张开位移,结果表明:爆破荷载作用下岩体应变能密度表现出明显的先积蓄和后释放特征,爆破荷载越大,节理岩体积蓄的应变能越多,释放后导致的岩体节理面的张开位移越大。初始地应力的大小对岩体应变能和岩体节理面的张开位移的影响呈现相似规律。     

节理岩体爆破的研究现状

描述了目前国内外学者对节理岩体爆破的研究进展，分析了常用的一些数学模型，阐述了人们对爆破块度的测定及预报情况以及计算机模型模拟及其应用。节理岩体本身的特性较一般工程材料更复杂、更特殊，因此在爆破作用中，节理对爆破效果的影响有时比岩体本县物理力学性质的影响更显著，所以研究更有理论意义和实际意义。文章提出了节理岩体爆破的研究工作中今后需要解决的一些问题。     

白鹤滩特高拱坝坝肩柱状节理玄武岩开挖爆破试验研究

柱状节理玄武岩具有表面易破碎、易松弛等性状特点,作为300 m级高拱坝坝肩基岩世界罕见。柱状节理玄武岩基岩面岩体施工处理,经常出现边坡预裂面破坏,预裂面超欠挖严重、预裂面半孔率低、岩体扰动等问题。为解决破碎岩体边坡开挖的稳定,减少预裂爆破对建基面稳定的危害,根据白鹤滩水电站左岸坝肩柱状节理玄武岩物理及力学特性,通过预裂爆破与光面爆破对比试验,以确定爆破类型;并优化预裂爆破装药线密度、孔排距等参数。结果表明：预裂爆破综合效果优于光面爆破。通过在爆前、爆后布置物探监测仪器对周围岩体损伤进行监测,得出预裂爆破孔0.6 m的间距及线密度240 g/m装药参数,对柱状节理玄武岩实现基岩面扰动最小,达到最佳爆破效果。为强卸荷岩体高拱坝基础开挖提供了理论和实践借鉴。     

节理岩体爆破的研究现状

描述了目前国内外学者对节理岩体爆破的研究进展,分析了常用的一些数学模型,阐述了人们对爆破块度的测定及预报情况以及计算机模型模拟及其应用。节理岩体本身的特性较一般工程材料更复杂、更特殊,因此在爆破作用中,节理对爆破效果的影响有时比岩体本县物理力学性质的影响更显著,所以研究更有理论意义和实际意义。文章提出了节理岩体爆破的研究工作中今后需要解决的一些问题。     

节理裂隙岩体空气间隔装药爆破试验研究

为探索节理裂隙岩体空气间隔装药爆破技术的可行性,在贵州某土石方工程爆破施工现场选取岩体节理裂隙发育和岩体相对完整的2种地质区域,分别选取空气层的比例为5%、10%、15%、20%、25%、30%等工况进行混装铵油炸药孔口与孔底空气间隔装药爆破试验,利用Split—Desktop 3.0软件对爆破块度和爆破开挖后根底进行统计分析,得出了不同区域相同空气层位置、比例以及相同区域不同空气层位置、比例下的爆破效果。结果表明:节理裂隙发育区域采用空气间隔装药容易产生根底;岩体完整性对空气间隔装药参数取值有显著影响;岩体节理裂隙发育区域,应当选用较小的空气间隔比例;该试验区域的节理岩体可采用间隔比例为10%～15%的孔口空气间隔装药进行爆破。     

裂隙岩体精细化数值模型构建与爆破模拟

裂隙岩体爆破数值模拟过程中，裂隙分布模型的真实性，是影响数值模拟结果的关键因素之一，现有节理裂隙构建方法难以实现三维分布上的复杂表征或是实现操作过于繁杂。为探索在LS-DYNA软件中构建三维分布上真实、复杂表征的节理裂隙模型简单可行的操作方法，通过MATLAB软件对爆破数值模型K文件进行解析重组，按照节理裂隙三维分布规律进行勾勒并赋予节理裂隙材料本构，构建出符合节理裂隙分布规律的节理岩体三维精细化数值模型。以某露天石灰石矿山为实例，开展节理裂隙三维分布规律统计分析并在台阶爆破数值模型中进行还原，基于裂隙岩体精细化数值模型，开展露天台阶爆破数值模拟试验和现场爆破试验对比研究。结果表明：采用解析重组方法构建的数值节理模型与实际节理裂隙的误差小于13%;节理裂隙面使岩体内的损伤分布规律发生了变化，与完整岩体相比，损伤范围增加了12.04%,粒径处于0～100 mm的占比降低了8.11%;爆破模拟得到的损伤结果与现场破碎效果接近，统计粒径在0～100 mm之间的碎块的占比，误差为4.16%。解析重组法构建三维节理裂隙，可行、操作简便，数值模拟结果接近实际。     

节理性质对岩体爆破破坏模式影响的数值分析

针对目前常用的有限元和离散元等数值方法难以客观反映岩体中存在的大量断续节理和在外力作用下岩体破碎及块体运动的不足,提出了采用数值流形方法以解决目前岩体爆破模拟中存在的上述问题.数值流形方法采用数学网格与物理网格以形成求解流形单元,因而很容易反映岩体中存在的众多初始节理,采用断裂力学准则以模拟节理、裂纹扩展,采用DDA中的块体运动学理论以模拟块体运动.最后通过算例对比分析了完整岩体和节理岩体爆破破坏模式的差异,说明了节理存在对岩体爆破破坏模式有着重要影响,且其影响程度与节理的几何分布及物理力学性质有着密切关系.     

节理岩体爆破的破裂规律分析

通过实验室节理岩体模拟模型的电测实验,分析了节理岩体内爆炸应变波的传播规律及破裂形式,并与数值计算的模拟结果相比较,研究节理岩体爆破能量的耗损,为提高节理岩体的爆破效果提供理论依据。     

硐室加深孔预裂爆破的振动特征

太长高速公路的爆破振动测试分析表明硐室加深孔预裂爆破能够显著地降低硐室爆破所带来的地震效应,有效地解决爆破振动所造成的边坡稳定性、边坡质量和爆区附近建(构)筑物的安全问题.这种改进的硐室爆破技术有利于扩大其适用范围,对同类工程具有一定的参考价值.     

太长高速公路硐室加深孔预裂爆破的测振分析

太长(太原-长治)高速公路的爆破振动测试分析表明,硐室加深孔预裂爆破能够显著地降低硐室爆破所带来的地震效应,有效地解决爆破振动所造成的边坡稳定性、边坡质量和爆区附近建(构)筑物的安全问题。这种改进的硐室爆破技术有利于扩大其适用范围,对同类工程具有参考价值。     

硐室加深孔预裂爆破振动测试分析

硐室加深孔预裂爆破能够显著地降低硐室爆破所带来的地震效应，有效地解决爆破振动所造成的边坡稳定性、边坡质量和爆区附近建（构）筑物的安全问题，适用范围比较大。太原—长治高速公路硐室加深孔预裂爆破的振动测试获得明显的降震效果，对同类工程具有参考价值。     

奥运会飞碟靶场石方开挖控制爆破效果及分析

介绍了中深孔爆破在奥运会飞碟靶场石方开挖中的应用,在复杂环境下,采用孔外多段毫秒延时、低单耗、加长填塞等技术措施,较好地控制爆破振动及飞石的危害。在不良地质条件下采用预裂爆破技术,优化预裂爆破参数,保证了边坡的平整。对实施经验进行了总结,可为同类条件下的爆破提供参考。     

漳州二号山体北侧的松动爆破

福建漳州开发区二号山体北侧松动爆破,因临近３．５万吨级码头,要求爆破产生的最大震动速度必须低于３ｃｍ／ｓ,最远飞石距离在３００ｍ以内。采用不同的爆破作用指数、合理间隔堵塞装药微差分段、精确控制最小抵抗线和药室端部,以及间隙堵塞等措施,取得满意效果。     

漳州二号山体北侧的松动爆破

福建漳州开发区二号山体北侧松动爆破，因临近３．５万吨级码头，要求爆破产生的最大震动速度必须低于３ｃｍ／ｓ，最远飞石距离在３００ｍ以内。采用不同的爆破作用指数、合理间隔堵塞装药微差分段、精确控制最小抵抗线和药室端部，以及间隙堵塞等措施，取得满意效果。     

硐室爆破法处理采空区的应用实践

针对跑马坪矿段采空区暴露面积大、高度高和围岩坚硬的特点,在现场岩体结构调查、围岩取样、室内岩石物理力学试验、岩体可崩性分级和岩样可爆性分级、数值分析和数值模拟的基础上,采用工程类比并结合现场实际,提出了采用硐室爆破崩落围岩的方法来处理采空区,共进行了两次爆破,通过爆后效果观察、振动测试和爆破方量测试,振动控制在允许范围之内,采空区的平均充填高度为2220～2260m,形成了40多米厚的缓冲垫层,可以确保下部采矿作业的安全,说明采用硐室爆破处理采空区的方法不仅可行而且有效。     

酒钢集团西沟矿东山头硐室爆破

为满足酒钢集团西沟矿扩能改造项目工程要求,在复杂地质、地形及周围环境条件下,采用了双层硐室条形药包布置、延时起爆的硐室爆破技术。针对不同地形条件,采用不同的最小抵抗线爆破参数,取得了理想的爆破效果。工程实践证明,只要爆破参数合理、安全防护得当,硐室爆破技术可以在复杂地质、地形及周围环境条件下推广应用。     

酒钢集团西沟矿东山头硐室爆破

为满足酒钢集团西沟矿扩能改造项目工程要求,在复杂地质、地形及周围环境条件下,采用了双层硐室条形药包布置、延时起爆的硐室爆破技术.针对不同地形条件,采用不同的最小抵抗线爆破参数,取得了理想的爆破效果.工程实践证明,只要爆破参数合理、安全防护得当,硐室爆破技术可以在复杂地质、地形及周围环境条件下推广应用.     

采空区硐室爆破设计安全性预测与评估

采用微差爆破技术是控制和减小硐室爆破对周围建筑物和地下构筑物危害的有效措施。本文对德兴铜矿某采空区的硐室微差爆破设计进行了安全评估，地震波振速和空气冲击波超压计算结果表明，地表建筑物和地下构筑物都是安全的，爆破设计合理可行。爆破后除桃刀湾修理间部分玻璃被震碎外，其余均无损坏。同时证明，对矿山大型爆破设计进行安全性评估和预测爆破对周围环境的破坏是非常有益的。