露天矿边坡爆破震动动力响应分析

基于有限元动力分析的基本原理,结合云南某露天矿边坡工程实例,建立边坡爆破震动动力分析模型。利用自编程序,将爆破震动实测速度时程曲线转化为加速度时程曲线来计算荷载,运用Ansys软件对该边坡进行模态分析和爆破震动加速度时程分析。分析结果表明,用时程分析法计算边坡爆破震动作用下的动力响应结果能够较真实地反映矿山边坡的动态特征以及爆破震动对边坡的扰动作用。     

在露天矿边坡工程设计中对爆破震动影响的分析

本文阐述了爆破震动对边坡的危害,从设计应用角度归纳了爆破震动参数可采用的计算方法和提出允许爆破震动速度的限值范围,在统计分析基础上,绘出了爆破药量与坡体至爆心距的关系曲线和简要介绍了生产上常用的几种有效降震措施。     

爆破动载作用下边坡临界振速及安全距离的计算

结合现场爆破地震监测数据,通过有限元数值模拟的方法提出了爆破振动作用下边坡动力安全系数时程变化的计算方法。该方法以动力有限元时程分析得到边坡安全系数随爆破载荷加强而不断降低的变化特征,当边坡安全系数为1时,边坡处于临界状态,此时边坡承载的振动速度即为临界破坏振速,通过插值法计算得到边坡临界破坏振动速度,并结合爆破地震波的传播规律反推得到爆破安全距离,为矿山边坡维护以及生产爆破提供科学有效的参考。     

爆破振动对边坡稳定影响研究

应用动力响应的时程分析原理,采用动力有限元数值模拟方法,以某具体工程为例,分析岩石边坡在爆破振动下的扰动作用,不同部位对振动加速度、位移及其应力的响应特点。结果表明,采用时程分析法提出的边坡速度、位移、应力能比较真实地反映动力响应结果以及爆破振动的扰动作用。     

露天矿边坡爆破震动测试及边坡稳定性影响分析

爆破震动对露天矿边坡稳定性影响显著,高强度震动可导致边坡岩体松动甚至坍塌。采用修正的萨道夫斯基公式,结合峨口铁矿边坡岩体力学参数,计算得出矿区边坡允许震动速度、水平临界加速度、垂直临界加速度。对爆破时的边坡动力响应进行简单分析,并确定了最大段起爆药量,以指导矿山安全生产。     

露天矿爆破对边坡体内赋存巷道的影响分析

通过露天矿山爆破震动对其边坡体内赋存的巷道的影响分析,给出了爆破产生的振速、频率、波延时间是评判巷道影响的重要参数,并计算出该矿爆破震动在巷道壁面岩石质点处的振动速度V=2.66cm/s,得出该矿爆破产生的振速能够控制在<爆破安全规程>要求范围之内的结论.     

爆破地震作用下边坡稳定性分析与振动相似模型试验

根据相似定律制作边坡模型放置采场,记录爆破地震作用下摩擦块质点速度时程曲线,确定相关块体振动物理量的表达关系式。通过摩擦块滑动情况确立了摩擦块在爆破地震作用下的极限平衡状态,计算摩擦块安全系数。并在给定安全系数范围内,分别计算了爆破地震作用下不同边坡角度加速度、速度允许范围。结果表明:在爆破地震作用下不同角度的摩擦块安全系数比在天然状态下分别降低50.47%、50.112%、44.7%、43.32%;另外,随着内摩擦角的增大,安全系数降低并呈线性关系     

安太堡露天矿爆破震动对端帮运输巷道的影响

通过对露天矿山爆破震动对其边坡体内的巷道的影响分析,给出了爆破产生的振速、频率、波延时间是评判影响巷道安全的重要参数,并计算出该矿爆破震动在巷道壁面岩石质点处的振动速度V=2.66cm/s,得出该矿爆破产生的振速能够控制在《爆破安全规程》要求的范围内。     

伊春鹿鸣钼矿爆破震动对边坡稳定性影响研究

通过爆破试验数据对鹿鸣钼矿的爆破地质条件进行反演分析,总结爆破震动的传播规律,预测爆破震动速度,从而优化爆破参数或采取合理的减震措施,减少爆破震动对边坡的危害。     

建筑结构爆破震动响应的时程预测

通过建立综合模型获得预测结构地基的震动波形, 然后根据获得的波形及结构参数, 运用计算机程序预测结构的爆破震动响应与震动持续时间的关系, 从而实现在爆前即可预测结构爆破震动响应的时程曲线, 对结构的爆破震动响应进行时程分析。     

工程扰动下矿山高陡边坡力学响应规律研究

露天矿山中存在大量的高陡边坡与凹陷露天深坑,受区域环境影响,开采过程中各种生产扰动可能会造成滑坡、滚石等现象,威胁生产安全。基于高陡边坡稳定性分析相关理论,综合考虑工程区域地质条件,建立了边坡稳定性分析的数值模型。采用显式—隐式结合的计算方法,通过LS-DYNA软件对露天矿山高陡边坡爆破布置方案进行模拟,实现了计算结果的唯一可解性、无条件稳定性和收敛性。从时变角度对静力场应力迁移与动力扰动的共同作用进行了研究,针对扰动影响开展了动静耦合力学响应规律分析。研究表明：①上覆岩层剥离后边坡体坡面及台阶位置产生卸荷力学行为,坡顶位置振动速度较大,生产中坡顶易发生碎石滚落,需重点防范;②在工程爆破中,炸药量越大,塑性范围随之呈正比增长关系。爆心距较大的单元变形受地应力作用影响明显,爆破动力仅提供初始扰动作用。③根据不同药量爆破动力强度的分析,为了减震降灾,应当尽可能维持最优药量爆破,或者采用预裂爆破形式,削弱爆破振动对周边环境的影响。通过完成矿山高陡边坡稳定性优化研究,实现了动静荷载还原的边坡稳定性时程分析,可为露天矿山开采扰动影响的预测预警提供参考。     

爆炸荷载下露天矿高陡边坡动力响应分析

为研究矿山高陡边坡在爆炸荷载作用下的动力响应规律,采用LS-DYNA软件,对威斯特铜矿的采场边坡进行完全动力有限元计算。对比分析了数值模拟和现场实测环境下爆炸应力波的传播规律,两者结果相接近。同时,通过对各台阶爆破振动速度的统计分析可知,随着台阶高程的增加,在台阶坡顶、台阶边缘至台阶内侧坡脚的1/3至1/2距离处容易产生高程放大效应。另外,利用极限平衡法原理,结合数值模拟计算结果,计算了在炸药起爆后400ms内边坡的时程安全系数,直观描述了爆破动力荷载对边坡稳定性的影响。     

石灰石矿山台阶边坡爆破振速安全阈值研究

爆破是矿山露采的必要手段,爆破振速安全阈值的确定对矿山台阶边坡的安全开采起着重要的作用。以四川兴联石灰石矿山台阶边坡为例,采用速度判别法,选取规范中的爆破振速安全阈值为拟静力法和动力显示分析法作参考;采用拟静力法,选取优势结构面作为潜在滑动面反演得到爆破振速安全阈值;采用ANSYS/LS-DYNA的动力显示分析法,建立台阶边坡模型,选取模拟监测点数据与实际监测数据进行对比,并结合质点振动速度与应力进行回归分析得到爆破振速安全阈值。通过对三种方法的对比研究得到,拟静力法与动力显示分析法得到的结果接近,且符合速度判别法中的规范。综合三种分析方法最终对台阶边坡爆破振速安全阈值进行合理取值。     

傍山隧道爆破振动边坡传播规律试验研究

为了研究傍山隧道爆破振动在邻近边坡的传播规律,设计了4个隧道模型进行爆破试验,试验结果表明:傍山隧道爆破振动在邻近边坡上的传播随水平距离及爆心距的增大而减小,随高差增大而增大,受爆心距的影响最大,垂向振速径向切向。边坡形态、最终边坡角和台阶坡面角都会对爆破振动在边坡传播产生影响,4个模型坡顶与台阶边坡坡面都出现了振速放大现象,傍山隧道爆破振动对顶部的影响比对坡面的影响大,对台阶边坡的影响比直面边坡的影响大。     

爆破振动对露天矿边坡稳定性的影响

为了研究爆破振动对边坡稳定性的影响规律,揭示关键的技术参数,建立了考虑振动应力的平面滑动稳定系数计算公式。借助数值模拟分析了布沼坝露天矿西帮变形区受爆破振动影响时的稳定系数变化规律。结果表明：边坡稳定系数随着与爆源中心距离的增加呈对数规律增长,当影响距离超过300 m以后,爆破振动对西帮边坡稳定性的影响可以忽略。边坡稳定系数与振动速度曲线的协同性较高,峰值出现的时刻相同,振幅满足比例关系。     

矿山预裂爆破效果预测的BP神经网络法

为简化矿山预裂爆破效果预测环节、提高预测精准度，针对传统预裂爆破效果评价注重预裂坡面成型的不足，考虑到露天矿山边坡时常受到爆破破岩振动等动态荷载影响的特点，结合BP神经网络，提出了既考虑坡面成型标准又顾及爆破振动对边坡影响的矿山预裂效果预测方法。将单孔装药量、平均孔深、孔距、振动速度峰值（水平、垂直）、振动主频（水平、垂直）、爆心距等参数作为神经网络输入参数，将预裂坡面的平均振动速度、半孔率、不平整度、裂隙系数等参数作为神经网络输出参数。基于24次临近边坡的爆破技术数据建立了矿山预裂爆破效果的BP神经网络预测模型。3次现场爆破预测试验表明：通过神经网络内部的自组织结构，将岩石性质、工程地质条件等与控制预裂爆破效果有关的因素进行简化，可将平均振动速度的预测相对误差控制在7%左右，将半孔率、不平整度、裂隙系数的预测相对误差控制在3%左右，对于提高爆破预裂效果的预测精度有一定的参考价值。     

南芬露天铁矿下盘采动时边坡稳定性数值模拟

通过分析南芬露天铁矿下盘边坡的区域地质资料,确定出降雨和爆破震动为影响边坡稳定性的主要因素。根据前期研究成果,对5#坡体剖面建立数值模拟计算模型,同时导入SLOPE/W模块,分析爆破和降雨耦合作用对扩帮前后边坡稳定性的影响。研究结果表明：岩体扩帮采动前后孔隙水压力变化不大,但是在近似梯形岩体开挖之后,一部分自重应力被消除,对边坡的地应力产生了显著影响。扩帮采动后的边坡在耦合作用下整体安全性变差,但依然保持稳定。286~454 m段属危险性边坡,454~574 m段边坡保持稳定。     

爆破地震波作用下含断层结构面高陡边坡动力响应分析北大核心

为了防止白马铁矿及及坪采场含断层的岩质边坡受爆破振动作用发生失稳,利用小波分析对现场监测点爆破地震波进行频谱能量分析,得到断层影响下高陡边坡爆破振动波传播规律,同时根据实际边坡建立边坡模型,分析在爆破振动作用下边坡断层岩体劣化效应对边坡动力响应及损伤规律的影响。结果表明:1)当爆破地震波在含断层结构面的高陡边坡中传播时,断层结构面对爆破地震波在边坡中的传播规律影响显著;2)爆破振动波在断层岩体区域传播时,断层岩体力学强度对振动波的传播有明显的影响,断层力学强度越低,对振动波的传播阻隔效果越明显。断层岩体力学强度的劣化加速了爆破振动波传播的衰减;3)不同断层岩体参数劣化工况下爆破振动下边坡损伤有明显变化,随着断层岩体力学强度的劣化,边坡抵抗变形能力减弱。