爆破动载对不同龄期混凝土支护体影响的数值模拟

为研究爆破振动荷载对混凝土喷层的影响,以邹庄煤矿南翼胶带上仓斜巷开挖工程为背景,采用动力有限元软件分析了巷道掘进爆破振动载荷作用下喷射混凝土的峰值振速及应力变化特征,结合PPV安全判据比较了不同龄期混凝土的损伤情况。研究结果表明:相同龄期下爆心距越小,其损伤越严重,混凝土喷层严重损伤区域在0~2.5 m;随着混凝土龄期的增加,水泥水化反应的完成,轻度损伤范围逐渐加大,龄期1 d混凝土喷层轻度损伤区范围为2.5~15 m、3 d为2.5~16.25 m、7 d为2.5~16.875 m。     

动载下含预制裂纹砂岩的力学特性及破裂过程研究EI北大核心CSCD

深入研究缺陷岩石的动力特性对保障深部煤矿巷道等地下硐室在掘进爆破、老顶来压等强扰动作用下的长效稳定具有重要意义。该研究基于天然裂纹长度的幂律分布假设,利用颗粒流软件建立了分离式霍普金森压杆试验系统以及含不同数量分布裂纹的砂岩试件模型,研究了在冲击荷载作用下预制分布裂纹数量对砂岩试件强度、破坏等力学特性的影响。结果显示:(1)随预制裂纹数量(number of prefabricated cracks, NPC)的增加,砂岩试件强度近似呈线性减小趋势,而弹性模量降低规律更接近三次方程,并且随着NPC的增加,试件强度、弹性模量的离散性逐渐增大,试件峰后应力的降低过程也更为复杂;(2)随着NPC的增加,试件的AE事件曲线由单峰值、高极值向多峰值、低极值转变;(3)在冲击荷载作用下,试件中新生裂纹沿应力波传播方向渐进分布,由散斑形式逐渐连通扩展为片层状,并且随着NPC的增加,试件的破坏模式由四周破坏形式转变为自左至右的渐弱破坏形式;(4)试件主要沿应力波传播方向发生破裂,并且NPC越少,倾角沿应力波传播方向的新生裂纹占比越大。