光面爆破的岩石裂纹扩展规律研究

光面爆破是一种控制爆破技术,为了实现更为精确的控制爆破效果,需要对光面爆破的岩石裂纹扩展规律进行研究。在光面爆破的初始裂纹产生阶段,利用数值模拟的方法,对光面爆破的弹性力学简化模型进行分析,得到了初始裂纹的起裂点位置以及初始裂纹长度。在爆轰气体驱动下,初始裂纹二次扩展。从裂纹扩展的能量角度,分析了裂纹扩展速度与裂纹长度的定量关系。基于断裂力学对裂纹二次扩展条件和二次扩展范围进行理论分析,定量描述了裂纹二次扩展长度与孔壁压力的关系。最后,在对光面爆破致裂机理认知的基础上,提出光面爆破中装药不耦合系数、炮孔间距、光面层厚度等参数的计算方法。     

不同聚能爆破模式应力波传播及裂纹扩展规律研究

为研究双向聚能拉伸爆破应力波传播及裂纹演化规律,采用理论分析、数值模拟等方法,研究单孔爆破、连孔爆破、间隔爆破爆炸应力波的传播形式和裂纹扩展规律。结果表明,连孔聚能爆破和间隔聚能爆破的裂纹扩展长度都在水平径向上达到了900 mm,而单孔聚能爆破仅600 mm,说明连孔聚能爆破时应力波的叠加使切向拉应力增大,聚能方向形成了与孔心连线相平行的裂纹,裂纹开裂延伸,直至贯通。间隔爆破时随着应力波的传播,裂纹尖端张拉应力区也不断向前推移,促使裂纹继续发展,直至贯通。该项研究在岩石成型爆破中提供了有效真实的参考依据,具有广阔的应用前景。     

不同装药结构光面爆破对岩石的损伤研究

介绍了光面爆破的偏心不耦合、中心不耦合和护壁不耦合等3种不同装药结构,并从理论上分析了3种不同装药结构爆破对孔壁的压力情况.通过声波对比检测试验研究了3种不同装药爆破对边坡保留岩体的损伤作用,结果表明,护壁光面爆破对边坡保留岩体的损伤作用最小,是一种值得推广的爆破方法.     

光面爆破效果与参数的灰色关联度分析

1 引言光面爆破技术在冶金、煤炭、铁路、水电等系统得到了广泛的应用,但是对光面爆破的认识尚有些不尽一致的地方。如在众多的光爆参数中,哪些是主要的,它们与光爆效果之间有何关系等等。虽然已知光爆效果与参数密切相关,但它们之间还无法找到一一对应的特定映射,只能凭经验得到一些     

光面爆破技术的研究

1 问题提出光面爆破是地下工程峒室开挖必不可少的一种爆破技术,现已在冶金、煤炭、铁路、水电等系统得到广泛的应用,并取得了一些可喜的成果.但到目前为止,在光面爆破方面尚有一些认识不尽一致;有些事实上已成功的作法,     

隧洞开挖光面爆破新技术

本文结合温州赵山渡引水工种许岙隧洞开挖中,光面爆破装药结构及传爆方式改进的成功实践,详细介绍了仅用一只非电稍塑料导爆管雷管来引爆,传爆光爆孔内间隔装药的新技术,简述了改进后的装药结构、主要设计参数、方法及应用效果。     

光面、预裂爆破参数选择与质量措施研究

爆破参数的选择直接影响着爆破效果,是光面,预裂爆破工程设计的重要内容。本文结合工程实践,给出光面,预裂爆破的参数计算公式和一些参考值,并对确保光面,预裂爆破质量的技术措施进行了归纳总结。     

光面爆破在松软破碎岩体中的应用

本文结合工程实际对松软破碎岩体条件下的爆破技术原理进行了探讨，并总结了该条件下的光面爆破参数设计和施工工艺。     

光面爆破在隧道施工中的应用

光面爆破的良好效果不仅提高了开挖质量,保证了防水板的挂设,而且提高了衬砌混凝土的质量,做到了不渗不漏,兑现了合同承诺,本文论述了光面爆破在隧道施工中的应用。     

光面爆破和预裂爆破参数研究

从光面爆破和预裂爆破的基本概念入手，阐述其爆破机理，借助于理论和经验，重点讨论了有关参数的选取及修订。     

含控制孔切槽爆破的裂隙扩展机制研究

为了丰富切槽爆破增透理论,以期为指导切槽爆破增透实践提供理论依据,采用理论分析、数值模拟、相似模拟试验的方法对切槽爆破在含控制孔情况下的裂隙扩展机制进行研究。研究表明:控制孔作用下的切槽爆破在切槽根部会产生抑制区,切槽方向上的压应变峰值是切槽45°方向上的压应变峰值的2.77倍,是拉应变峰值的1.94倍;应力波传播至控制孔后反射成拉伸波,反射拉伸波和切槽尖端的集中应力产生叠加,促进切槽尖端裂隙的扩展。说明含控制孔的切槽爆破可以有效避免爆破裂隙的随机发育,对爆破裂隙有着良好的控制导向作用,可达到定向爆破煤岩体的效果。     

含控制孔切槽爆破的裂隙扩展机制研究

为了丰富切槽爆破增透理论,以期为指导切槽爆破增透实践提供理论依据,采用理论分析、数值模拟、相似模拟试验的方法对切槽爆破在含控制孔情况下的裂隙扩展机制进行研究。研究表明:控制孔作用下的切槽爆破在切槽根部会产生抑制区,切槽方向上的压应变峰值是切槽45°方向上的压应变峰值的2.77倍,是拉应变峰值的1.94倍;应力波传播至控制孔后反射成拉伸波,反射拉伸波和切槽尖端的集中应力产生叠加,促进切槽尖端裂隙的扩展。说明含控制孔的切槽爆破可以有效避免爆破裂隙的随机发育,对爆破裂隙有着良好的控制导向作用,可达到定向爆破煤岩体的效果。     

Experimental study of crack propagation in polymethyl methacrylate material with double holes under the directional controlled blasting

The crack propagation behaviours of polymethyl methacrylate material with double holes under the directional controlled blasting are studied using dynamic caustic method. A series of dynamic caustic patterns at the propagating crack tip under the explosive loading are recorded using the digital high‐speed camera. Some important dynamic fracture characterizations and parameters about two main cracks are determined including the crack path, the propagating speed and the crack tip stress intensity factors. The fracture mechanisms of the double blasting holes are analysed. The results provide the important experimental basis for evaluating and designing the directional controlled blasting for the rock tunnel and the rock face excavation.     

深孔爆破中不同起爆方式对爆生裂纹的数值模拟

为了分清齐发爆破和逐孔起爆的方式对岩体裂纹的影响,运用LS-DYNA动力有限元分析软件,分别对深孔三孔齐发起爆和深孔三孔逐孔起爆的爆生裂纹扩展机理进行了数值模拟,并描述了深孔爆破时的应力分布云图和裂纹扩展以及损伤演化情况,得到岩体的破碎区和裂隙区的范围。模拟分析结果表明:采用逐孔起爆法使岩石的自由面发生改变,炮孔破坏更为严重,对爆破效果产生很大的影响。并对计算结果进行了分析,对指导工程实践有一定的参考价值。     

长龙山抽蓄电站光面爆破技术的应用

在长龙山抽蓄电站进场交通洞爆破工程中,通过使用新鲜毛竹片替代护臂套管的光面护壁爆破技术,精确布孔,增设导向套管,选择合理的爆破参数,并在掏槽中心设辅助空孔、孔角设贯缝孔等措施,提高了钻孔质量,有效减少了围岩的扰动和破坏,解决了起拱点位置炮孔利用率低的难题。最终取得了良好的光面爆破效果:Ⅱ类围岩半孔率94.8%,平均超挖量5.3cm,炮孔利用率94%;Ⅲ类围岩半孔率92.4%,平均超挖量8.6cm,炮孔利用率93%;Ⅳ类围岩半孔率80.2%,平均超挖量9.8cm,炮孔利用率90%。     

长龙山抽蓄电站光面爆破技术的应用

在长龙山抽蓄电站进场交通洞爆破工程中,通过使用新鲜毛竹片替代护臂套管的光面护壁爆破技术,精确布孔,增设导向套管,选择合理的爆破参数,并在掏槽中心设辅助空孔、孔角设贯缝孔等措施,提高了钻孔质量,有效减少了围岩的扰动和破坏,解决了起拱点位置炮孔利用率低的难题。最终取得了良好的光面爆破效果:Ⅱ类围岩半孔率94.8%,平均超挖量5.3cm,炮孔利用率94%;Ⅲ类围岩半孔率92.4%,平均超挖量8.6cm,炮孔利用率93%;Ⅳ类围岩半孔率80.2%,平均超挖量9.8cm,炮孔利用率90%。     

起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响

为提高炸药的能量利用率,改善岩石爆破的破碎效果,以及在柱状装药条件下选择最佳的起爆方式,通过单炮孔混凝土爆破实验研究了不同起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响。对不同起爆方式下岩石的裂纹扩展和破碎效果进行了分析,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立单炮孔岩石爆破损伤模型,对不同起爆方式下岩石损伤过程进行了数值模拟。其结果表明:不同起爆方式对岩石爆破破碎作用影响较大,反向起爆相对于正向起爆和炮孔中部起爆在岩石表面产生的裂纹条数更多,裂纹扩展速度更快,岩石破碎程度更好;数值模拟结果和实验结果具有较好的吻合性,对起爆技术的改进和起爆方式在工程应用上的选择具有一定的指导意义。     

Curved crack propagation based on configurational forces

A numerical scheme is presented to predict crack trajectories in two-dimensional components. First a relation between the curvature in mixed-mode crack propagation and the corresponding configurational forces is derived, based on the principle of maximum dissipation. With the help of this, a numerical scheme is presented, which is based on a predictor–corrector method using the configurational forces acting on the crack together with their derivatives along real and test paths. With the help of this scheme it is possible to take bigger than usual propagation steps, represented by splines. Essential for this approach is the correct numerical determination of the configurational forces acting on the crack tip. The methods used by other authors are shortly reviewed and an approach that can be extended to arbitrary non-homogenous and non-linear materials with mixed-mode cracks is presented. Numerical examples show, that the method is a able to predict the crack paths in components with holes, stiffeners, etc. with good accuracy.     

Effect of crack closure on non-linear crack tip parameters

Crack closure concept has been widely used to explain different issues of fatigue crack propagation. However, some authors have questioned the relevance of crack closure and have proposed alternative concepts. The main objective here is to check the effectiveness of crack closure concept by linking the contact of crack flanks with non-linear crack tip parameters. Accordingly, 3D-FE numerical models with and without contact were developed for a wide range of loading scenarios and the crack tip parameters usually linked to fatigue crack growth, namely range of cyclic plastic strain, crack tip opening displacement, size of reversed plastic zone and total plastic dissipation per cycle were investigated. It was demonstrated that: (i) LEFM concepts are applicable to the problem under study; (ii) the crack closure phenomenon has a great influence on crack tip parameters decreasing their values; (iii) the ΔK_eff concept is able to explain the variations of crack tip parameters produced by the contact of crack flanks; and (iv) the analysis of remote compliance is the best numerical parameter to quantify the crack opening level. Therefore the crack closure concept seems to be valid. Additionally, the curves of crack tip parameters against stress intensity factor range obtained without contact may be seen as master curves.