西北冻结立井砼井壁爆破损伤模型

为研究我国西北地区冻结立井岩石钻爆法施工时,大药量爆破对附近新浇混凝土井壁的损伤情况,根据相似理论制作了15∶1的圆柱形冻结立井模型,在爆破塔内开展了爆破模型试验研究。沿立井轴线方向,在混凝土井壁内侧面上粘贴环向和轴向共4组应变片,测定井壁在微差爆破作用下的变形情况,并根据广义胡克定律近似计算出各点应力。同时采用超声波测试方法测定井壁损伤。结果表明：井壁内侧面各点的应力应变时程曲线与爆破方案密切相关,应力应变峰值与各微段炸药量相对应。得出应力峰值与爆距、药量和岩体介质之间的拟合关系,以爆破前后的波速变化衡量井壁损伤,据此估计多次爆破对井壁累积损伤情况。     

爆破作用下冻结岩壁损伤评价的模型试验研究

针对西北地区采用冻结钻爆法进行掘进时井壁的安全性问题,按照相似比理论展开模型试验研究。试验模型采用1∶15的比例浇筑。通过同一位置处岩体爆破前后超声波波速变化来评价模型损伤大小。在模型顶部预留槽内均匀地固定3个速度传感器,记录每次爆破过程中各测点振动速度的大小,试验结果发现岩体径向振动速度最大,轴向振动速度其次,切向振动速度最小,岩体振动具有明显的方向差异性。冻结岩壁的损伤具有累积效应,临近炮孔位置处的岩体损伤因子大于其他部位,在高度方向上,模型上端损伤最大。岩体振动规律满足萨道夫斯基公式,其介质参数K=57.52,衰减系数α=1.74。发现第3段雷管起爆引起的测点振动速度最大,爆破引起的岩体振动在不同方向上有明显的差异性,径向振动速度最大,轴向振动速度其次,切向振动速度最小。