累积效应下初支混凝土爆破损伤规律研究

为研究初支混凝土在循环爆破荷载作用下爆破损伤的累积效应,通过引入等效距离和等效药量的概念,代替爆心距和最大段药量对萨道夫斯基经验公式拟合得到质点峰值振速的衰减公式,根据爆破损伤经典公式,推导了爆破损伤增量公式。通过分析质点峰值振速和损伤增量随爆破次数和等效距离变化的关系,得到了初支混凝土在循环爆破荷载作用下的爆破累积损伤规律。研究结果表明:累积损伤随爆破次数增加而增大,但损伤增量却逐渐减小,两者变化皆呈现出非线性关系;临近爆源的几组测点在经过循环爆破后初支混凝土的累积损伤已达到损伤界限;损伤增量随等效距离变化的关系与质点峰值振速衰减规律具有相似性,且两者具有较高线性相关性。     

累积效应下初支混凝土爆破损伤规律研究

为研究初支混凝土在循环爆破荷载作用下爆破损伤的累积效应,通过引入等效距离和等效药量的概念,代替爆心距和最大段药量对萨道夫斯基经验公式拟合得到质点峰值振速的衰减公式,根据爆破损伤经典公式,推导了爆破损伤增量公式。通过分析质点峰值振速和损伤增量随爆破次数和等效距离变化的关系,得到了初支混凝土在循环爆破荷载作用下的爆破累积损伤规律。研究结果表明:累积损伤随爆破次数增加而增大,但损伤增量却逐渐减小,两者变化皆呈现出非线性关系;临近爆源的几组测点在经过循环爆破后初支混凝土的累积损伤已达到损伤界限;损伤增量随等效距离变化的关系与质点峰值振速衰减规律具有相似性,且两者具有较高线性相关性。     

地下结构及其围岩爆破地震效应

基于地下结构及其围岩的爆破震动监测,通过峰值质点振动速度及其主振动频率分析,阐述了围岩介质体中爆破地震波的传播规律,以及地下结构与围岩爆破地震效应;并就爆破震动观测结果进行了分析探讨。文中给出了比例药量与距离条件下的峰值质点振动速度衰减经验公式,分析了它们之间的关系,结果显示爆破近区的爆破地震波衰减速度要明显大于较远区域,爆破引起的质点振动速度主频集中在15~75Hz,以45Hz最为集中。峰值质点振动速度及其主频与爆破规模与爆心距密切相关,爆破地震波的衰减受传播介质体本身的物理几何特性影响很大。     

地下结构及其围岩爆破地震效应

基于地下结构及其围岩的爆破震动监测,通过峰值质点振动速度及其主振动频率分析,阐述了围岩介质体中爆破地震波的传播规律,以及地下结构与围岩爆破地震效应;并就爆破震动观测结果进行了分析探讨。文中给出了比例药量与距离条件下的峰值质点振动速度衰减经验公式,分析了它们之间的关系,结果显示爆破近区的爆破地震波衰减速度要明显大于较远区域,爆破引起的质点振动速度主频集中在15⁷5Hz,以45Hz最为集中。峰值质点振动速度及其主频与爆破规模与爆心距密切相关,爆破地震波的衰减受传播介质体本身的物理几何特性影响很大。     

中深部大型地下洞室高边墙爆破振动高程效应研究

为了研究地下洞室高边墙上质点爆破振动规律并指导地下洞室开挖,以白鹤滩水电站地下洞室群开挖为背景,在右岸主变洞内进行爆破振动试验,然后利用LS-DYNA三维动力有限元软件对开挖过程进行数值模拟,分析了地下洞室高边墙上质点爆破振动速度随高程变化规律。结果表明:当地下洞室边墙高度为16.8 m时,在距离爆源区约70 m范围内,高边墙上质点与墙脚处相比,振动速度存在不同程度的放大效应,且放大效应出现分区。当爆心距R30 m,放大作用随高差增大先增后减;当爆心距R在30～70 m范围内且为某一定值时,放大作用随高差的增大而增大;当爆心距R70 m时,高差对洞室边墙上质点的影响不再明显。另外,萨道夫斯基公式在地下洞室高边墙上仍然适用,但是利用萨道夫斯基公式预测质点振动速度时,应当将测线布置在相应预测点的同一高程上。     

爆破开挖作用下HD工程地下洞室围岩动力响应特性研究

地下洞室爆破开挖有可能会对开挖洞室本身和邻近洞室产生不利影响,故有必要研究爆破作用下地下洞室围岩动力响应特性,以便于对地下洞室的开挖进行安全评价。结合HD工程地下洞室爆破开挖实例,对实测爆破振动数据进行分析,从中选取合适的数据对爆破荷载进行反演,并采用FLAC 3D数值计算软件对爆破开挖作用下地下洞室围岩动力响应进行模拟和研究。结果表明:爆破作用会对爆源近区有限范围内、有限时间段内的围岩应力及位移分布造成一定的影响,对爆源远区及邻近洞室的应力及位移分布总体规律影响并不显著;随着爆源距的增加,岩体振速峰值衰减明显,而当爆源距较大时,振速峰值衰减趋势相对平稳;相邻洞室岩体振速相对较小。     

昊达露天煤矿台阶爆破振动影响因素及减振实验

为了探索复杂环境下大规模深孔台阶爆破振动的传播规律,以内蒙古昊达煤矿尾流土石方工程的爆破振动测试结果为例,利用灰色关联分析方法选取质点振动速度作为爆破振动灰色关联分析的因变量,选取孔深、单孔装药量、最大一段药量、爆心距以及爆破方向作为自变量确定了各影响因素的顺序,并进行了现场减振实验研究。研究结果表明,影响爆破振动各因素中的重要程度为:最大一段药量单孔药量爆心距爆破方向孔深;采取逐孔起爆、孔内分段爆破技术严格控制单段最大起爆药量,利用开挖减振沟、预裂缝以及调整爆破起爆方向等措施达到综合减振的效果。     

昊达露天煤矿台阶爆破振动影响因素及减振实验

为了探索复杂环境下大规模深孔台阶爆破振动的传播规律,以内蒙古昊达煤矿尾流土石方工程的爆破振动测试结果为例,利用灰色关联分析方法选取质点振动速度作为爆破振动灰色关联分析的因变量,选取孔深、单孔装药量、最大一段药量、爆心距以及爆破方向作为自变量确定了各影响因素的顺序,并进行了现场减振实验研究。研究结果表明,影响爆破振动各因素中的重要程度为:最大一段药量>单孔药量>爆心距>爆破方向>孔深;采取逐孔起爆、孔内分段爆破技术严格控制单段最大起爆药量,利用开挖减振沟、预裂缝以及调整爆破起爆方向等措施达到综合减振的效果。     

隧道周边孔毫秒延时爆破围岩损伤数值分析研究

隧道爆破开挖引起的围岩损伤对隧道的安全施工和支护成本有重要影响,为研究隧道周边孔毫秒延时爆破对围岩损伤的影响,以重庆北大道隧道为研究背景,通过Hypermesh软件建立隧道34个周边孔三维数值计算模型,利用LS-DYNA软件计算得到不同爆破参数的围岩损伤,分析研究爆破损伤与孔间延时、药量和围岩岩性的关系规律。结果表明：孔间延时的取值对损伤范围有较大影响,孔间延时在一定范围内,损伤范围随着延时的增大而减小,当孔间延时继续增大时损伤范围趋于稳定值;损伤范围随着药量的增大而增大,当孔间延时增大时,不同药量的损伤范围差值逐渐减小。花岗岩的周边孔爆破损伤范围小于砂岩,不同延时下花岗岩周边孔爆破损伤范围变化较小,而砂岩的损伤范围变化较大。根据数值计算结果确定了现场周边孔爆破参数,隧道轮廓成型平整,较好地控制了爆破围岩损伤。     

非电起爆网路修正单响药量计算及PPV预测应用实例

雷管延时误差引起的同段齐发炮孔起爆时刻离散及分段爆破振动叠加效应缺乏深入研究,给非电起爆网路单响药量取值及质点峰值振动速度(particle peak vibration velocity, PPV)预报带来极大困难。考虑雷管延时误差的正态分布特性,利用概率理论分析雷管段别及延时误差对炮孔起爆时刻重叠的影响规律,构建同时起爆炮孔排数的概率计算模型(probability calculation model, PCM);研究同段齐发炮孔起爆时刻的离散效应及等效药量取值方法,创新性提出修正单响药量概念及计算方法,并将其应用到现场PPV预测。结果表明：传爆网路的延时误差累积,引起显著的分段爆破振动叠加现象,导致非电起爆网路实际单响药量大于设计值;孔外MS3传爆、孔内MS11起爆与孔外MS2传爆、孔内MS9起爆的非电网路,同时起爆炮孔排数的期望值分别为2.35和4.67;同段齐发炮孔等效药量值比该段总药量小,可利用缩比因子折算同段齐发炮孔数目计算得到。利用修正单响药量回归爆破振动速度模型拟合效果好,两项工程应用的PPV预测值与监测值间平均相对误差(absolute relative error...     

分幅减振爆破开挖技术实践

为解决在某石油储库顶部拱形岩巷施工过程中存在爆破振动过强、掏槽效果不佳、炮孔利用率不高、壁面成型不良且周边孔半孔率不足70%及围岩损伤过大等问题,提出"分幅减振爆破开挖技术"的解决方案,将断面化大为小,分次爆破,有效降低单次起爆药量和最大单段药量。采用复式楔形掏槽,周边孔光面爆破,毫秒延时起爆。现场试验表明,围岩峰值振速降为13.1 cm/s,爆破振动明显减弱,炮孔利用率高达90%以上,周边孔半孔率提高到85%,壁面成型良好,改进方案爆破效果良好。分幅减振爆破在大断面硬岩钻爆掘进中体现了良好的适用性,能够实现弱振动、高效率、大进尺开挖,满足地下水封石油洞库的特殊要求,可为类似岩石地下工程钻爆开挖提供借鉴与参考。     

分幅减振爆破开挖技术实践

为解决在某石油储库顶部拱形岩巷施工过程中存在爆破振动过强、掏槽效果不佳、炮孔利用率不高、壁面成型不良且周边孔半孔率不足70%及围岩损伤过大等问题,提出"分幅减振爆破开挖技术"的解决方案,将断面化大为小,分次爆破,有效降低单次起爆药量和最大单段药量。采用复式楔形掏槽,周边孔光面爆破,毫秒延时起爆。现场试验表明,围岩峰值振速降为13.1 cm/s,爆破振动明显减弱,炮孔利用率高达90%以上,周边孔半孔率提高到85%,壁面成型良好,改进方案爆破效果良好。分幅减振爆破在大断面硬岩钻爆掘进中体现了良好的适用性,能够实现弱振动、高效率、大进尺开挖,满足地下水封石油洞库的特殊要求,可为类似岩石地下工程钻爆开挖提供借鉴与参考。     

PCA-BP算法在地面爆破振动中的应用

为了更加准确地预测地面爆破的质点峰值振动速度,提出应用一种PCA-BP算法,该算法首先利用主成分分析对爆心距、高程差、总药量、炮孔深度、单段最大药量等地面爆破振动影响因素进行研究,然后结合BP神经网络算法对其爆破质点峰值振动速度进行预测。结果显示:利用PCA-BP算法的预测结果更接近工程实测值,平均相对误差为7.748%,远小于用传统萨道夫斯基经验公式进行预测的平均相对误差32.654%,说明将PCA-BP算法应用到爆破振动工作中是比较可行的,对评估地面振动危害有一定的指导意义。     

露井联采爆破振动效应的灰色关联度分析

采用灰色关联理论分析了露井联采中地上台阶爆破对地下巷道影响因素的关联程度。选取最大单响药量、炸药单耗、爆源距测点水平距离、爆源距测点垂直距离、总延时时间、段别间最小延时时间和岩体完整性系数为爆破参考因素;爆破振动峰值速度、峰值频率和振动持续时间为系统参考因素。通过对原始数据无量纲化、负相关转化处理,计算出灰色绝对关联度。进行灰色绝对关联度优势分析,得出了台阶爆破对地下巷道影响的准优因素为最大单响药量。研究结果揭示了露天台阶爆破引起的井下巷道水平方向峰值振动速度、峰值频率以及振动持续时间对于所选爆破相关因素之间的关联序。灰色关联分析的具体结果进一步反映出露井联采地上露天台阶爆破对地下巷道振动效应各主要控制因素,分别为最大单响药量、段别间最小延时时间和岩体完整性系数,在今后的露井联采台阶爆破振动效应控制方案设计中可作为主要参考因素。     

露井联采爆破振动效应的灰色关联度分析

采用灰色关联理论分析了露井联采中地上台阶爆破对地下巷道影响因素的关联程度。选取最大单响药量、炸药单耗、爆源距测点水平距离、爆源距测点垂直距离、总延时时间、段别间最小延时时间和岩体完整性系数为爆破参考因素;爆破振动峰值速度、峰值频率和振动持续时间为系统参考因素。通过对原始数据无量纲化、负相关转化处理,计算出灰色绝对关联度。进行灰色绝对关联度优势分析,得出了台阶爆破对地下巷道影响的准优因素为最大单响药量。研究结果揭示了露天台阶爆破引起的井下巷道水平方向峰值振动速度、峰值频率以及振动持续时间对于所选爆破相关因素之间的关联序。灰色关联分析的具体结果进一步反映出露井联采地上露天台阶爆破对地下巷道振动效应各主要控制因素,分别为最大单响药量、段别间最小延时时间和岩体完整性系数,在今后的露井联采台阶爆破振动效应控制方案设计中可作为主要参考因素。     

小净距公路隧道爆破震动观测与分析

基于小净距的南方某公路隧道二期工程爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值与主振频率分析,展开了基于小净距公路隧道的爆破震动观测与研究。首先介绍了测线与测点布置原则,并阐述了爆破震动观测及其结果,得出了相应的质点振动速度峰值衰减经验公式及v-ρ关系曲线。结果表明,半断面、下上台阶和全断面爆破等三种不同隧道施工开挖方式所得出的不同的观测结果,质点振动速度峰值最大值通常出现在同一断面的墙中与顶板位置、径向方向和爆心距最小位置发生处,对应主频分布在15~75Hz,主要集中在22~50Hz。结论指出,质点振动速度峰值与对应主振频率与爆破方式以及爆心距密切相关,爆破规模与爆心距对爆破地震效应影响程度很大,隧道开挖中的全断面爆破有利于减小和控制爆破震动。     

大冶铁矿爆破开采巷道围岩累积损伤规律研究

大冶铁矿东采场采用无底柱分段崩落法开采,频繁的中深孔爆破作业产生的爆破振动不可避免地对巷道围岩产生累积损伤,甚至诱发岩体的失稳破坏.结合大冶铁矿地下开采的生产实际,对其爆破开采所产生的爆破振动进行了监测,并对巷道围岩在爆破振动作用下的损伤累积规律进行了分析.试验数据表明,在单响药量和爆心距变化不大的情况下,随着爆破次数的增加,爆破振动的损伤逐步累积,损伤参数呈对数函数趋势增加.因此,尽管每次爆破诱发的爆破振动都低于《爆破安全规程》的控制标准,但爆破振动对围岩的损伤会不断的累积,不断使岩体的性能劣化,因而应视实际情况在爆破开采至一定次数后对巷道围岩进行检查和加固,以确保生产的安全.     

群孔齐发爆破岩体振动频谱特性研究

基于理论分析推导出群孔等效爆炸荷载的频域表达式,并代入黏性岩体爆破振动速度幅值谱表达式中,得到群孔齐发爆破激发的岩体振动速度幅值谱表达式.针对露天台阶深孔爆破,以正方形布置的四孔爆破作为研究对象,研究群孔齐发爆破岩体振动频率的影响因素及主频衰减机制.结果表明:群孔齐发起爆激发的振动速度幅值谱随爆心距、炮孔间距、单孔药量...     

小净距公路隧道爆破震动观测与分析

基于小净距的南方某公路隧道二期工程爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值与主振频率分析,展开了基于小净距公路隧道的爆破震动观测与研究。首先介绍了测线与测点布置原则,并阐述了爆破震动观测及其结果,得出了相应的质点振动速度峰值衰减经验公式及v-ρ关系曲线。结果表明,半断面、下上台阶和全断面爆破等三种不同隧道施工开挖方式所得出的不同的观测结果,质点振动速度峰值最大值通常出现在同一断面的墙中与顶板位置、径向方向和爆心距最小位置发生处,对应主频分布在15⁷5Hz,主要集中在2275Hz,主要集中在22⁵0Hz。结论指出,质点振动速度峰值与对应主振频率与爆破方式以及爆心距密切相关,爆破规模与爆心距对爆破地震效应影响程度很大,隧道开挖中的全断面爆破有利于减小和控制爆破震动。     

液化石油气储库特大断面光面爆破设计

以某液化石油气储库特大断面地下洞室为研究对象,对单位炸药消耗量、炮眼间距、最小抵抗线等7个主要钻爆参数进行了综合选取,确定了分层开挖光面爆破起爆网路与参数。采用 TC-4850爆破测振仪,对爆破地震波作用下洞室围岩质点振动速度及振动主频率进行了监测。依据监测结果,对爆破参数进行了调整：各分层单位炸药消耗量均增加5％,最小抵抗线取50 cm,各分层起爆网路均增加2个起爆段别。现场爆破开挖洞形光滑平整,半炮眼痕迹达到90％以上,最大欠挖量小于10 cm,洞室围岩质点爆破振动速度未超过安全允许值,取得了良好的光面爆破效果。