本文關(guān)鍵詞：重慶典型地層不耦合裝藥巖石爆破損傷范圍研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,各項基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也快速推進,工程爆破的應(yīng)用越來越廣泛。爆破技術(shù)加快了工程建設(shè)施工的進度,但同時也影響著周圍的環(huán)境。爆破是一個復(fù)雜的過程,炸藥產(chǎn)生的高溫、高壓和高能量在瞬間作用于巖體,而巖體介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜多變,這導(dǎo)致了爆破的效果和影響范圍難以確定。在工程上,爆破開挖與保護圍巖往往是矛盾的,一方面要求炸藥能夠高質(zhì)量的按照設(shè)計斷面將圍巖爆破下來,但這必然對保留巖體造成損傷和破壞;另一方面要保護保留巖體,防止其性能劣化,控制巖層的承載能力。因此,爆破工程中需要控制圍巖的爆破損傷范圍。通過損傷范圍和損傷變量能直觀的看到爆破后圍巖的破壞范圍和破壞程度,反過來可優(yōu)化爆破參數(shù)。本文結(jié)合重慶軌道交通環(huán)線渝魯車站工程,運用數(shù)值模擬、理論推導(dǎo)、現(xiàn)場實測等手段研究不耦合裝藥時的爆破損傷范圍。首先,在現(xiàn)有爆破裂隙區(qū)半徑估算公式基礎(chǔ)上對部分參數(shù)進行修正,再考慮爆生氣體對裂紋的擴展作用對公式進行再次修正。其次,利用LS-DYNA軟件計算了不耦合裝藥下不同直徑、不同線裝藥密度、不同不耦合介質(zhì)時的爆破損傷范圍。最后,結(jié)合重慶軌道交通環(huán)線渝魯車站工程實測爆破振動數(shù)據(jù),用質(zhì)點峰值振動速度(Peak Particle Velocity,簡稱PPV)法估算損傷范圍,再與LS-DYNA軟件計算得到的損傷范圍進行對比。通過本文的研究,取得了如下研究成果:(1)基于現(xiàn)有的裂隙區(qū)半徑估算公式,考慮到公式初始孔壁荷載為沖擊荷載而裂隙區(qū)巖體中實為應(yīng)力波荷載,應(yīng)力波隨著距離的增加而逐漸衰減但在公式中未考慮,炮孔半徑未采用擴大后的半徑的三個不足之處,修正了初始孔壁壓力、炮孔半徑、沖擊波衰減三個參量,并再考慮了爆生氣體對裂紋的擴展作用,得到新的估算公式。公式較原公式更加符合實際,可用來估算爆破損傷范圍。(2)不同炮孔直徑下爆破損傷范圍不同,炮孔直徑越小,損傷范圍越大,兩者呈冪函數(shù)關(guān)系。線裝藥密度與爆破損傷范圍大致呈線性關(guān)系,斜率為0.26,線裝藥密度小則爆破損傷范圍小,反之,爆破損傷范圍較大。水介質(zhì)下的爆破損傷范圍較空氣不耦合時大,兩者孔壁壓力相差18%。(3)將修正公式與數(shù)值模擬進行對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn):修正公式計算結(jié)果較數(shù)值計算結(jié)果偏大,不耦合系數(shù)為1時誤差最大,誤差約30%;其余工況下誤差不超過20%。(4)光面爆破時炮孔的損傷范圍隨著時間的增長而增大,兩孔間未被損傷的范圍逐步減小。炮孔孔壁壓力小于巖石的抗壓強度且大于巖石的抗拉強度,炮孔孔壁巖石被拉裂。炮孔連線中點的拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強度,炮孔中間形成裂縫。通過PPV法計算,得到了在不考慮群孔效應(yīng)下的損傷范圍為21.76cm~33.77cm。數(shù)值模擬時的損傷范圍約為20.0cm~30.0cm,兩者結(jié)果較為吻合。
【關(guān)鍵詞】：爆破 不耦合系數(shù) 損傷范圍 重慶典型地層 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45;TU751.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 關(guān)于爆破損傷的研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 爆破損傷范圍界定的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 爆破損傷模型的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.3 不耦合裝藥爆破的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 目前存在的問題17-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 巖石的爆破原理20-37
• 2.1 巖體的力學(xué)性質(zhì)20-23
• 2.1.1 巖石的變形特性20-21
• 2.1.2 巖石的強度特征21-23
• 2.2 巖石爆破破碎理論23-32
• 2.2.1 巖體破碎原因23-24
• 2.2.2 巖體爆破的內(nèi)部作用24-25
• 2.2.3 巖體爆破破碎的彈性理論25-27
• 2.2.4 巖體爆破破碎的斷裂理論27-29
• 2.2.5 巖體爆破破碎的損傷理論29-32
• 2.3 炸藥在空氣和水中爆炸理論32-36
• 2.3.1 空氣不耦合裝藥時的沖擊波32-33
• 2.3.2 空氣不耦合裝藥時的孔壁壓力33-34
• 2.3.3 水不耦合裝藥時的沖擊波34-35
• 2.3.4 水不耦合裝藥時的孔壁壓力35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 圍巖損傷范圍的確定及估算方法37-46
• 3.1 損傷范圍的確定方法37-39
• 3.1.1 爆破信息的采集方法37
• 3.1.2 爆破損傷范圍的確定方法37-39
• 3.2 損傷范圍理論計算方法的修正39-44
• 3.2.1 爆破壓碎區(qū)和裂隙區(qū)的計算方法39-41
• 3.2.2 基于裂隙區(qū)計算方法的損傷范圍修正41-42
• 3.2.3 考慮爆生氣體對裂隙二次擴展的損傷范圍再修正42-44
• 3.3 算例44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 單孔徑向不耦合裝藥爆破損傷范圍研究46-75
• 4.1 LS-DYNA理論基礎(chǔ)46-53
• 4.1.1 LS-DYNA簡介46-47
• 4.1.2 LS-DYNA顯式積分算法47-51
• 4.1.3 爆炸問題數(shù)值模擬51-53
• 4.2 研究方案及數(shù)值計算模型53-55
• 4.2.1 研究方案53-54
• 4.2.2 計算模型和計算參數(shù)54-55
• 4.3 炮孔直徑對不耦合裝藥爆破損傷范圍的影響研究55-67
• 4.3.1 計算工況55-56
• 4.3.2 不同炮孔直徑損傷范圍計算結(jié)果56-64
• 4.3.3 不同炮孔直徑損傷規(guī)律分析64-67
• 4.4 線裝藥密度對不耦合裝藥爆破損傷范圍影響研究67-71
• 4.4.1 計算工況67-68
• 4.4.2 不同線裝藥密度損傷范圍計算結(jié)果68-71
• 4.4.3 不同線裝藥密度損傷規(guī)律分析71
• 4.5 耦合介質(zhì)對不耦合裝藥爆破損傷范圍影響研究71-74
• 4.5.1 水介質(zhì)下爆破損傷計算結(jié)果72-73
• 4.5.2 水介質(zhì)下爆破損傷分析73-74
• 4.6 本章小結(jié)74-75
• 第五章 渝魯車站區(qū)間隧道光面爆破損傷范圍研究75-88
• 5.1 渝魯車站區(qū)間隧道工程簡介75-78
• 5.1.1 工程概況75
• 5.1.2 工程地質(zhì)水文地質(zhì)概況75-76
• 5.1.3 施工設(shè)計爆破參數(shù)76-78
• 5.2 渝魯車站區(qū)間隧道數(shù)值計算78-83
• 5.2.1 計算模型78-79
• 5.2.2 爆破損傷過程79-81
• 5.2.3 光面爆破結(jié)果分析81-83
• 5.3 區(qū)間隧道爆破損傷范圍的PPV法計算83-87
• 5.4 本章小結(jié)87-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 結(jié)論88
• 6.2 展望88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻91-94
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果94

【相似文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 殷順浪;重慶典型地層不耦合裝藥巖石爆破損傷范圍研究[D];重慶交通大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：重慶典型地層不耦合裝藥巖石爆破損傷范圍研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：321051