含软弱夹层的顺层岩体台阶深孔爆破试验研究

为解决含有软弱夹层的顺层油母页岩岩体台阶爆破后大块与尾矿较高等问题,采用声波探测方法确定软弱夹层的倾角与厚度,并且改变孔径、孔距、单耗、药包与软弱夹层相对位置设计爆破方案,对含软弱夹层顺层岩体台阶进行深孔爆破试验。试验结果表明:爆破效果随孔距、单耗、孔径的增大逐渐变差;分析得出药包与软弱夹层的间距是影响含有软弱夹层岩体台阶爆破效果最重要的因素。当药包在软弱夹层位置时爆破效果最差,在满足充填高度的要求下爆破效果随药包在软弱夹层上方且随相对距离加大逐渐变好,当药包位于软弱夹层上部2.5 m时爆破效果最好,尾矿8.64%、大块1.52%、滑动等级I级、滑动后岩石与运输线路间距离2.27~2.61 m。     

爆破作用下岩体顺倾软弱夹层的变形规律研究

当炮孔穿过含顺倾软弱夹层边坡时,爆炸冲击波与爆生气体不可避免地对软弱夹层产生推移、使其变形.利用ANSYS/LS-DYNA建立含软弱夹层的顺倾岩质边坡台阶爆破的有限元模型,分析了抵抗线、夹层初始厚度、夹层倾角这3个主要因素条件下,爆破作用下岩体顺倾软弱夹层的变形规律:1)随着抵抗线的增加,爆腔范围也越来越大,其厚度也随之越变越厚;2)夹层初始厚度越薄,爆破后夹层厚度增加率越大,同时也越容易被推移;3)随着夹层倾角的增加,夹层厚度峰值也随着增加,但其最终夹层厚度随夹层倾角的增加而减小.     

爆破作用对软弱夹层岩质边坡稳定性影响试验研究

根据含软弱夹层顺层岩质边坡爆破中产生爆破振动和层裂效应的特点,推导了在顺层岩质边坡爆破时的边坡稳定性系数计算公式,并以顺层岩质边坡模型爆破试验实测数据为基础,按极限平衡法进行了爆破作用下顺层岩质边坡的稳定性分析.对试验结果的计算分析表明,爆破瞬间,爆破振动和层裂效应导致边坡稳定性降至极限平衡状态附近,易产生一定位移,稳定性系数降幅达64%;爆破后,层裂效应导致边坡自稳能力降低,其降幅达30%-35%,这与试验现象吻合较好.据此提出了适合顺层岩质边坡爆破的开挖方法以及相应的防护措施,为此类顺层岩质边坡爆破的优化设计提供了理论依据.     

APX-RS型高速相机在爆破方面的应用

简述了APX-RS型数字式高速相机主要性能特点。通过导爆管传爆过程的高速摄影观测、模型爆破层间充填土运动过程的高速摄影和炸药水中爆炸过程的高速摄影等实验，介绍了APX-RS型数字式高速相机在爆破器材爆轰过程、爆破产物运动过程、水中爆腔发展过程等爆破方面观测研究方面的应用情况，并提出APX-RS型高速相机应用的技术措施。应用结果表明该相机是目前进行爆破方面高速观测较理想的相机。     

岩体软弱带对爆破能量利用率的影响

提高爆破能量利用率,是爆破工程的一个重要问题。本文从岩体软弱带的作用方面探讨这一问题。所谓岩体软弱带,不是指岩体中的裂隙和层面等软弱面,而是指岩体中的断层破碎带、软弱岩石夹层和喷出岩的间歇层等。一般来说,软弱面的宽度小,延伸短,无异物充填,仅对爆破单位用药量和块度等有一定影响。而软弱     

爆破振动对隧道洞口顺层岩质边坡稳定性影响研究

爆破振动会对隧道洞口顺层边坡的稳定产生不利影响,根据隧道洞口顺层边坡的特性建立相关假设,将顺层岩体层间作用用弹簧和阻尼约束来代替,建立顺层边坡振动激励下的动力响应模型。运用结构动力学分析计算在爆破振动激励下约束上产生的动反力,建立既考虑爆破振动动态特性又考虑边坡结构性质的顺层边坡稳定安全系数的计算方法。分析表明,边坡的刚度、阻尼、空间尺寸等本身的物理结构性质,以及爆破振动的强度、作用时间、频率等因素对边坡的动态稳定均有影响。对工程实例的计算表明,计算结果能反映出实际的边坡稳定状况,该方法可用于顺层边坡在爆破振动作用下的安全计算。     

爆破动应力对岩质边坡损伤破坏作用机理

分析了爆破动应力在岩质边坡中的分布规律,推导出了爆破动应力与质点振速及岩体物理力学参数间关系的计算表达式。分析讨论了由爆破产生的附加动应力与岩质边坡中的应力场及岩体介质中的裂纹损伤场相互耦合作用机理,并推导出了裂纹初裂强度表达式。从断裂力学及损伤力学的理论出发,建立了节理裂隙岩体的等效柔度张量以及在爆破动应力作用下裂隙岩体的附加柔度张量。从所建立的柔度张量关系式中可知,当有爆破动应力存在时,增大了岩体的柔度张量,削弱了岩体的强度。     

爆破振动对岩质边坡累积损伤影响实验研究

通过观测同一地点岩体多次爆破前、后岩体的声速以及爆破振动速度峰值变化规律,由声速测试结合爆破振动测试数据结果计算出岩体损伤系数,实测数据的对比和计算结果表明:在多次爆破振动损伤累积的条件下,爆破振速随岩体的声速呈指数关系衰减.并由声速测试结果确定了边坡在爆破振动作用下的损伤阈值.     

软弱夹层对爆炸应力波传播过程的影响研究

针对含软弱夹层岩体爆炸应力波的传播过程,采用数值模拟的方法,探讨了软弱夹层厚度、位置及角度对爆炸应力波传播的影响规律。研究结果表明:爆炸应力波在软弱夹层界面处发生反射,产生的拉伸应力波使应力波能量在迎波面汇聚,加剧该部分岩体的破坏程度。随着软弱夹层厚度的增加,前方岩体拉应力峰值增长作用由近迎波面岩体向炮孔周边岩体传播,拉应力峰值增长率逐渐提高;同时,夹层阻隔作用增强,后方岩体有效应力峰值衰减加快。软弱夹层与起爆中心的间距减小使得夹层前方岩体拉应力峰值显著增长,而对夹层后方岩体的阻隔作用逐渐减弱。应力波能量主要汇聚在软弱夹层的垂直方向,致使岩体爆破产生的裂缝偏离水平测线方向而向软弱夹层法线方向发展。研究成果可用于指导类似地层隧道爆破施工设计。     

边坡岩体初始损伤对爆破作用影响的微观分析

为了研究爆破作用对岩体的破坏损伤,采用对边坡保留岩体钻芯取样,进行岩芯切片微观试验,发现岩体初始损伤对爆破作用有较大的影响,在爆破设计时有必要考虑这种影响作用.     

爆破地震波穿越边坡软弱夹层时的衰减特征

为防止含软弱夹层的岩质边坡受爆破地震波的影响发生滑动变形而失稳,形成滑坡灾害,研究了地震波穿越软弱夹层时的衰减特征。建立相似实验模型和动力有限元数值模型,对软弱夹层两侧岩体的振动速度、加速度进行了对比。结果表明,地震波穿过软弱夹层后其振动速度和加速度显著减弱,软弱夹层与两侧岩体的波阻抗比值越小,地震波振动速度衰减程度越高,若夹层与两侧岩体的波阻抗之比达到1∶10以上时,振动速度可降低80%以上。地震波穿过顺倾软弱夹层时衰减幅度较反倾夹层略大。由于软弱夹层振动幅值发生突变,软弱夹层内产生了附加剪切作用力,可导致软弱夹层的损伤或破坏。     

爆破地震波穿越边坡软弱夹层时的衰减特征

为防止含软弱夹层的岩质边坡受爆破地震波的影响发生滑动变形而失稳,形成滑坡灾害,研究了地震波穿越软弱夹层时的衰减特征。建立相似实验模型和动力有限元数值模型,对软弱夹层两侧岩体的振动速度、加速度进行了对比。结果表明,地震波穿过软弱夹层后其振动速度和加速度显著减弱,软弱夹层与两侧岩体的波阻抗比值越小,地震波振动速度衰减程度越高,若夹层与两侧岩体的波阻抗之比达到1∶10以上时,振动速度可降低80%以上。地震波穿过顺倾软弱夹层时衰减幅度较反倾夹层略大。由于软弱夹层振动幅值发生突变,软弱夹层内产生了附加剪切作用力,可导致软弱夹层的损伤或破坏。     

爆破开挖对岩质高边坡稳定性的影响分析

以某采石厂矿石爆破开挖形成高边坡为例,采用ABAQUS有限元软件对爆炸荷载引起的岩石振动效应进行模拟研究,得到了岩质高边坡在爆破作用下的位移规律和质点振动衰减规律。分析了开挖扰动下地应力释放和爆炸应力波耦合作用下的边坡应力状态与边坡稳定性。结果表明:爆破振动产生的应力为静力开挖的9倍,振动造成局部岩体裂隙发育,是边坡出现塑性变形的主要原因;最大位移出现在边坡的中下部,质点振动的最大速度为59.2 cm/s。最后通过对边坡应力状态、塑性区的发展、位移变化以及质点的运动速度四个方面对边坡的稳定状态进行了综合评价,并今后指导施工提供一定依据。     

爆破震动对HML露天矿边坡影响的研究

频繁的爆破震动会对露天矿已有边坡稳定性造成影响。以HML露天矿为背景,监测爆破震动对边坡的扰动,用回归分析原理得出爆破地震波在岩体中传播衰减规律公式。为今后的爆破设计和震动的预测提供依据。在原有的数据基础上,利用LS—DYNA显式动力分析软件模拟矿山爆破,分析爆破地震波对边坡的影响。在边坡模型上选取点和单元体,通过分析比较其震动速度和有效应力的衰减规律,可以总结出地震波在HML矿山岩体中的传播规律和危害机理。为确保矿山生产顺利进行,维护矿山边坡的稳定性提供依据。     

节理岩体边坡爆破振动衰减特征分析

遵义市南部新区新龙快线项目中,岩体节理裂隙较为发育,岩层产状为缓倾斜,倾角约20°,边坡的走向和结构面走向夹角较小。爆破施工时,在上覆岩体重力荷载和爆破振动荷载的共同作用下,边坡稳定性难以得到保证。为研究节理岩体边坡爆破振动速度传播规律,进而采取合理的控制措施,通过对边坡爆破振动进行监测,分析边坡爆破振动衰减特征,得到不同装药量和爆心距时爆破振动在边坡上的传播规律。研究结果表明:装药量越大,距离越小,振速衰减速度越大;振速高程放大效应效果与装药量密切相关。对监测结果进行回归分析与预测,结合研究结果最后提出合理措施。     

爆破振动安全判据研究综述

简要回顾了国内外爆破振动安全判据的发展历程,综合分析了岩石高边坡和地下洞室围岩的爆破振动破坏机理、动力稳定性评价方法和爆破振动对新浇混凝土影响等方面的研究现状与进展,介绍了国内矿山、水电及核电行业采用的有关建(构)筑物、岩石高边坡、地下洞室围岩、基岩以及新浇混凝土的主要爆破振动安全判据标准,并与国外相关标准进行比较。分析讨论了以往爆破振动破坏机理研究中存在的问题以及现有爆破安全判据中的不足,如未对爆破地震波作用下岩体中波的传播问题和边坡动力响应问题的不同破坏机理加以区分,现有爆破振动安全判据中未对振动频率和持续时间的影响加以考虑等。     

大规模岩土爆破工程施工技术

针对大规模、高强度岩土爆破工程难度大的特点,以舟山绿色石化基地8 000万方岩土爆破工程为背景,通过采用等边三角形布孔斜线起爆网路、径向耦合-不耦合装药轴向孔底空气间隔定向卸压爆破装药技术、预留孔底保护层缓冲爆破等施工关键技术,提高了岩石破碎效果,大块率降低了10%～30%,爆破振速降低了15%～25%,同时也有效地保护了边坡和建基面岩体,对类似大规模岩土爆破工程的施工有一定的指导意义。     

大规模岩土爆破工程施工技术

针对大规模、高强度岩土爆破工程难度大的特点,以舟山绿色石化基地8000万方岩土爆破工程为背景,通过采用等边三角形布孔斜线起爆网路、径向耦合-不耦合装药轴向孔底空气间隔定向卸压爆破装药技术、预留孔底保护层缓冲爆破等施工关键技术,提高了岩石破碎效果,大块率降低了10%~30%,爆破振速降低了15%~25%,同时也有效地保护了边坡和建基面岩体,对类似大规模岩土爆破工程的施工有一定的指导意义。