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爆破危害预测与控制一直是工程爆破界所研究的一项重要课题,其中尤以爆破地震危害最受人们关注。预裂爆破作为一种有效的隔振减振控制爆破技术,已在水电、铁路、矿山等工程建设中得以广泛应用,并取得了巨大的经济效益和社会效益。目前对预裂缝减振作用效果方面的研究还很少,对预裂缝减振效果的研究还只是处在定性分析的阶段。预裂缝减振作用效果的定量分析研究,为完善爆破理论在预裂缝减振作用效果这片领域做些尝试,对实际工程设计具有一定的指导意义。 预裂爆破是在光面爆破的基础上演变而来的,它是降低爆破地震效应的重要措施之一。本文以预裂缝对波传播的影响为主要研究目标,从摩尔库伦摩擦定律描述岩石界面强度与节理刚度系数描述岩石界面强度出发,介绍了预裂缝的隔振减振作用机理及其局限性,明确阐述了爆破地震波的基本特性,并运用上述机理对爆破地震波历经预裂缝处的传播历程进行了研究说明。 本文以预留边坡爆破开挖工程为研究对象,建立了各向同性弹塑性材料的预裂缝应变模型。以显式动力分析有限元程序ANSYS/LS-DYNA为模拟运算工具,详细分析了在动载作用下预裂缝周边围岩的动态响应及其变化规律;探讨了预裂缝的长度、宽度以及深度对其隔振效果的影响;比较了有无预裂缝时的峰值震速衰减规律与减振效果,并就在预裂缝不同长度、深度、宽度时隔振减振效果进行了研究分析。模拟结果表明:在被保护区侧,由于预裂缝的屏蔽作用在其缝后附近形成一定范围的屏蔽区域;预裂缝的缝长、缝深以及缝源距对其减振效果影响较大,随着预裂缝缝长（或缝深）的增加,预裂缝的减振效果越好,预裂缝的屏蔽范围增大,其屏蔽效果越来越不明显;随着缝源间距的增加,预裂缝的减振效果越差;当预裂缝缝宽r≥r0（r0为定值）时,缝宽对预裂缝的减振效果基本没有影响。 本文通过理论分析和数值模拟等方法对预裂缝处地震波的传播历程及衰减规律进行了阐述,就预裂缝减振效果量化计算进行了探讨,并得到一些对预裂缝减振效果具有一定的指导意义的结论。