發(fā)布時(shí)間：2017-10-12 12:21

  本文關(guān)鍵詞：爆生氣體在光面爆破中的作用機(jī)理研究

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【摘要】：本文采用斷裂力學(xué)的方法,推導(dǎo)了隧道周邊眼上裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子理論解析解。并利用氣體一維流動(dòng)的基本方程討論了爆生氣體在裂紋的中流動(dòng)規(guī)律。利用ANSYS14.0中的斷裂力學(xué)分析功能計(jì)算了周邊眼裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子的有限元解,同時(shí)也采用matlab計(jì)算了這些應(yīng)力強(qiáng)度因子的理論解,并作出了對(duì)比。ANSYS中的裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子有限元解和理論解能夠很好的吻合,誤差有4.52%,達(dá)到了較高的精度。用ANSYS14.0中新增的裂紋擴(kuò)展分析功能模擬分析了炮孔裂紋在爆生氣體的驅(qū)動(dòng)下擴(kuò)展的規(guī)律。在裂紋擴(kuò)展分析中發(fā)現(xiàn),在伯努力效應(yīng)的作用下優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展的裂紋會(huì)迅速抑制劣勢(shì)裂紋。這說明在光面(預(yù)裂)爆破中要合理的利用爆生氣體的能量就需要使輪廓線上的裂紋相比其他裂紋有擴(kuò)展上的優(yōu)勢(shì)。而切縫管能夠限制爆生氣體進(jìn)入管壁處的裂紋,使切縫處的裂紋得到優(yōu)先發(fā)展。只要合理的運(yùn)用切縫管這一特點(diǎn)就能改善光面(預(yù)裂)爆破的效果。切縫管在實(shí)際應(yīng)用的過程中,需要保證相鄰管材的切縫在光面(預(yù)裂)爆破輪廓面上才能發(fā)揮其應(yīng)有的效果。如果相鄰管材的切縫沒有對(duì)其,相互錯(cuò)開反而會(huì)造成較大的超挖欠挖。為了解決這個(gè)問題研發(fā)了適用于隧道光面爆破和適用于臺(tái)階爆破的對(duì)中裝置,并均已申請(qǐng)國(guó)家專利。
【關(guān)鍵詞】：爆生氣體 斷裂力學(xué) 光面(預(yù)裂)爆破 切縫管
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景和意義10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 控制斷裂爆破的方式11-14
• 1.3 斷裂力學(xué)數(shù)值模擬14-18
• 1.3.1 斷裂力學(xué)數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容18-19
• 第二章 光面（預(yù)裂）爆破中的斷裂力學(xué)基本理論19-30
• 2.1 裂紋尖端區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng)19-26
• 2.1.1 斷裂力學(xué)中的復(fù)變函數(shù)19-20
• 2.1.2 Ⅰ型裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子20-21
• 2.1.3 常見情況下KⅠ的解答。21-22
• 2.1.4 圓形炮孔裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子KⅠ22-24
• 2.1.5 切縫管管壁處裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子24-25
• 2.1.6 K準(zhǔn)則25-26
• 2.2 能量原理26-27
• 2.3 J積分理論27-28
• 2.4 復(fù)合型裂紋的脆性斷裂理論28-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第三章 爆生氣體在控制爆破中的作用30-36
• 3.1 炸藥的爆轟壓力30-31
• 3.2 不耦合裝藥作用在孔壁上的準(zhǔn)靜態(tài)壓力31-32
• 3.3 爆生氣體一維流動(dòng)32-34
• 3.3.1 氣體一維流動(dòng)的基本方程：32-33
• 3.3.2 計(jì)算方法33-34
• 3.4 爆生氣體實(shí)地?cái)?shù)據(jù)試算34-35
• 3.5 小結(jié)35-36
• 第四章 切縫管數(shù)值模擬36-88
• 4.1 靜態(tài)裂紋模擬36-57
• 4.1.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子有限元計(jì)算方法36-38
• 4.1.2 有限元數(shù)值解與理論解對(duì)比38-43
• 4.1.3 靜態(tài)無(wú)切縫管炮孔裂紋模擬43-51
• 4.1.4 靜態(tài)有切縫管炮孔裂紋模擬51-57
• 4.2 動(dòng)態(tài)裂紋模擬57-87
• 4.2.1 動(dòng)態(tài)無(wú)切縫管炮孔裂紋擴(kuò)展模擬57-66
• 4.2.2 動(dòng)態(tài)有切縫管炮孔裂紋擴(kuò)展模擬66-73
• 4.2.3 雙炮孔無(wú)切縫管裂紋擴(kuò)展模擬73-80
• 4.2.4 雙炮孔有切縫管裂紋擴(kuò)展模擬80-87
• 4.3 小結(jié)87-88
• 第五章 切縫管在隧道周邊眼的實(shí)現(xiàn)方式88-107
• 5.1 實(shí)地考察88-92
• 5.1.1 羅依溪隧道出口右洞88-89
• 5.1.2 羅依溪隧道進(jìn)口左洞89-91
• 5.1.3 羅依溪隧道進(jìn)口右洞91-92
• 5.2 前人的設(shè)計(jì)思想92-97
• 5.2.1 切縫管控制爆破實(shí)際效果92-95
• 5.2.2 已有的切縫管光面（預(yù)裂）爆破實(shí)現(xiàn)方式95-97
• 5.3 專利方案設(shè)計(jì)97-106
• 5.3.1 用于隧道爆破的控制爆破對(duì)中裝置97-103
• 5.3.2 用于臺(tái)階爆破的控制爆破對(duì)中裝置103-106
• 5.4 小結(jié)106-107
• 結(jié)論與展望107-109
• 結(jié)論107-108
• 展望108-109
• 參考文獻(xiàn)109-113
• 致謝113-114
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況114

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本文編號(hào)：1018686