【摘 要】
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地下掘进爆破地震波对巷道围岩及支护结构均有不同程度影响,甚至会诱发地下工程冲击动力灾变,因此掘进爆破振动效应是地下工程研究的重要内容之一.本文采用分离变量的方法,求解得到轴坐标系下围岩质点运动规律,给出了围岩中振动速度随轴向距离、径向距离和时间的变化规律.利用得到的围岩质点运动方程,结合结构动力学理论,研究了端锚式锚杆在爆破动荷载作用下的动力响应特征.结果表明:爆破地震波引起的围岩中的速度峰值随径
【机 构】
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华侨大学 厦门361021;爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室(解放军理工大学));山东科技大学 青岛266590
【出 处】
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第14届全国岩石动力学学术会议暨工程安全与防护专题研讨会
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地下掘进爆破地震波对巷道围岩及支护结构均有不同程度影响,甚至会诱发地下工程冲击动力灾变,因此掘进爆破振动效应是地下工程研究的重要内容之一.本文采用分离变量的方法,求解得到轴坐标系下围岩质点运动规律,给出了围岩中振动速度随轴向距离、径向距离和时间的变化规律.利用得到的围岩质点运动方程,结合结构动力学理论,研究了端锚式锚杆在爆破动荷载作用下的动力响应特征.结果表明:爆破地震波引起的围岩中的速度峰值随径向距离的增大呈现正负号交互的波浪式衰减,即出现交替拉压状态和分区破裂现象,这加强了围岩的层状破裂和碎化,在高地应力状态下更易发生岩爆;数值模拟也验证了这一结论.不同锚杆长度时锚杆受力状态不同,靠近巷道的锚杆段可能受压也可能受拉,但锚杆较长时锚杆整体受拉,且无论轴力还是剪力都比较小,也就是说爆破振动扰动一般不会使锚杆产生破坏失效.成果对掘进爆破安全技术的提高具有一定的指导意义.
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为考察高温对岩石冲击压缩应力-应变曲线的影响,在800℃高温热处理后和实时高温两种情况下对砂岩岩样进行高应变率荷载作用下的冲击压缩试验.试验结果表明:(1)与室温相比,800℃高温后及高温下砂岩的冲击压缩应力-应变曲线均呈现出明显的塑性行为,经历高温环境后,岩石的脆性减弱,塑性增强.(2)在800℃高温后及高温下,岩石材料力学行为的应变率增强效应依然存在.(3)温度的变化对高温后及高温下砂岩的动态
为了合理地描述岩石的阻尼行为,基于粘滞性阻尼理论,建立了考虑环向和纵向阻尼振动的岩石阻尼模型,提出了岩石阻尼参数的计算方法;通过动循环荷载、分级循环荷载及常幅循环荷载试验探讨了砂岩、砾岩及砂砾岩的的阻尼特性,得到了阻尼参数对应力、应变幅值的响应特性,揭示了常幅循环加载过程中阻尼比和阻尼系数随循环次数的演化规律;从熵守恒和能量守恒定律出发,建立了岩石阻尼比随循环次数演化的经验模型.结果表明:(1)动
通过自由场实验和量纲分析,研究了混凝土中不同埋深爆破冲击应力传播规律,并利用等效当量埋深系数推导出C30混凝土不同埋深爆炸冲击应力预估公式.研究结果表明:对于C30混凝土,装药比例埋深在-0.25m/kg1/3～1.0m/kg1/3范围内时,爆炸冲击应力峰值随装药比例埋深增加而增大,但其衰减规律基本一致;对于不同强度的混凝土触地爆(h=0m/kg1/3),爆炸冲击应力峰值随混凝土强度增加而增大,应
利用岩石伺服试验系统和声发射信号采集系统,对经历25～900℃热处理后的花岗岩岩样进行声发射实时监测下的单轴压缩、常规三轴和三轴卸围压试验,研究不同应力路径下高温后花岗岩变形破坏过程中的声发射特性.试验结果表明:单轴压缩下声发射活动主要集中于峰值应力附近,常规三轴下峰后阶段声发射活动更为活跃,三轴卸围压试验时在卸荷的中后期声发射活动迅速活跃,应力跌落时又迅速减少至几乎消失;在相同温度处理岩样的破坏
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为研究隧道掘进多孔毫秒延期爆破条件下的岩体破碎以及爆破振动规律,采用完全重启动数值方法和拉格朗日算法数值模拟了隧道掘进爆破破岩过程,并获得了岩体特征点的振动速度,数值模拟与实验结果比较吻合.研究表明,采用拉格朗日算法和完全重启动数值模拟方法可以较好地模拟隧道掘进爆破破岩的物理力学过程,研究结果为隧道掘进爆破参数优化设计提供了指导和借鉴作用.
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为研究隧道掘进多孔毫秒延期爆破条件下的岩体破碎和爆破振动规律,采用完全重启动数值方法和拉格朗日算法模拟了隧道掘进爆破破岩过程,得到了岩体特征点的振动速度,并将数值计算评估的爆破方案应用于工程实践,数值计算与工程实际结果吻合较好.结果表明,采用拉格朗日算法和完全重启动数值计算方法可以较好地模拟隧道掘进爆破破岩的物理力学过程,研究结果为隧道掘进爆破参数优化设计提供了指导和借鉴作用.
基于东长峪隧道改扩建工程,分析隧道塌腔段加固处理及爆破开挖技术;结合既有隧道与扩建隧道相对位置不断变化的特点,研究多临空面下隧道爆破技术,并选取塌腔段作为典型断面,对爆破参数进行优化设计;同时,通过建立三维模型数值模拟改扩建隧道开挖过程,并对比监控量测结果,发现其拱顶下沉变化趋势一致,验证了施工方案的合理性和数值模拟的可靠性;研究表明,拱顶上方和塌腔空洞下围岩应力集中显著,施工过程中应重点监测与支