本文關(guān)鍵詞：爆炸應(yīng)力波在層狀節(jié)理巖體中傳播規(guī)律及數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工程爆破的應(yīng)用越來越廣泛,在鐵路、礦山、水庫等大型工程中,爆破技術(shù)的作用顯得更加重要,爆破引起了人們更多的關(guān)注。隨著爆破環(huán)境的復(fù)雜、爆破規(guī)模的擴(kuò)大,對(duì)爆破工藝技術(shù)和爆破安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求越來越高。巖體中炸藥爆炸后,爆破沖擊波很快衰減為爆炸應(yīng)力波,由于天然巖體中存在著大量自然形成的節(jié)理、裂隙、層理和斷層等構(gòu)造,正是由于這些結(jié)構(gòu)構(gòu)造的存在嚴(yán)重影響了爆炸應(yīng)力波的傳播與衰減。因此,應(yīng)力波在巖體中的傳播與能量衰減規(guī)律的掌握對(duì)我們研究圍巖結(jié)構(gòu)動(dòng)力穩(wěn)定性具有都有重要意義。目前,對(duì)于完整巖體圍巖的動(dòng)力特性開展了大量的研究,而對(duì)于節(jié)理、裂隙發(fā)育的圍巖結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究較少。實(shí)際上,地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下,天然巖體因具有非均質(zhì)、各向異性的特性,導(dǎo)致其力學(xué)性質(zhì)、振動(dòng)、滲透、能量傳遞等多種性能的改變,這也是目前很多學(xué)者備受關(guān)注的焦點(diǎn)。本論文以某礦山地質(zhì)力學(xué)資料,基于相似理論原理,建立完整和節(jié)理地質(zhì)力學(xué)模型,開展了爆破荷載作用下層狀節(jié)理巖體中應(yīng)力波的傳播規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究和復(fù)雜層狀節(jié)理?xiàng)l件下爆炸應(yīng)力波的傳播規(guī)律的數(shù)值研究。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于Froude相似原理,設(shè)計(jì)并制作了完整巖體和節(jié)理巖體地質(zhì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?開展了爆破振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)兩個(gè)地質(zhì)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)爆破振動(dòng)速度時(shí)程曲線分析,得到節(jié)理阻礙應(yīng)力波的傳播,且存在各向異性。對(duì)于垂直或小角度(測(cè)點(diǎn)與爆源連線垂直節(jié)理面)入射節(jié)理的爆炸應(yīng)力波,在垂直方向(時(shí)程曲線中的z方向)和縱向(時(shí)程曲線中的y方向)上的衰減很明顯并且幅度較大,在橫向(時(shí)程曲線中的x方向)衰減不明顯。對(duì)于斜入射節(jié)理的爆炸應(yīng)力波,橫向和垂直方向沒有明顯的衰減,縱向(時(shí)程曲線中的y方向)上的衰減很明顯并且幅度較大。(2)通過采用不同爆破參數(shù)的爆破振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)爆炸應(yīng)力波的傳播與裝藥結(jié)構(gòu)有著重要的關(guān)系。爆炸應(yīng)力波的峰值速度取決于裝藥的密集程度,當(dāng)各藥包距離超過一定距離時(shí),實(shí)際測(cè)量的速度時(shí)程為最近藥包爆破產(chǎn)生的應(yīng)力波,并非總藥量產(chǎn)生的應(yīng)力波的疊加。(3)采用動(dòng)力有限元法建立了爆炸應(yīng)力波在層狀節(jié)理巖體中傳播規(guī)律的數(shù)值模擬方法,并開展爆炸應(yīng)力波在層狀節(jié)理巖體中傳播規(guī)律的數(shù)值模擬研究,得到數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果基本吻合。(4)通過對(duì)不同間距節(jié)理巖體中爆炸應(yīng)力波傳播規(guī)律的數(shù)值模擬研究,得到爆炸應(yīng)力波的衰減隨節(jié)理間距增加而增加。由于在完整節(jié)理巖體中,相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的變化趨勢(shì)與這一致,這是因?yàn)殡S節(jié)理間距的增大,不同間距模型兩測(cè)點(diǎn)間的距離增大,同樣會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力波的衰減。因此,本文提出一個(gè)新的概念比例距離衰減率來描述應(yīng)力波隨節(jié)理間距變化的規(guī)律,并得到隨節(jié)理間距的增加,比例距離衰減率呈指數(shù)衰減的規(guī)律。(5)通過對(duì)不同傾角節(jié)理巖體中爆炸應(yīng)力波傳播規(guī)律的數(shù)值模擬研究,結(jié)果隨節(jié)理傾角的增加,爆炸應(yīng)力波峰值速度增加,透射系數(shù)逐漸增加,反射系數(shù)也逐漸增加,衰減系數(shù)逐漸降低。并建立了應(yīng)力波衰減與節(jié)理巖體傾角變化的函數(shù)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：巖體力學(xué) 層狀節(jié)理 爆炸應(yīng)力波 峰值速度 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南華大學(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4-6
• Abstract6-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究背景和意義13-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 應(yīng)力波在節(jié)理巖體中傳播理論的發(fā)展與應(yīng)用14-15
• 1.2.2 節(jié)理巖體中應(yīng)力波傳播研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 問題的提出18-19
• 1.4 研究內(nèi)容19
• 1.5 研究思路與創(chuàng)新點(diǎn)19-23
• 1.5.1 研究思路19-20
• 1.5.2 創(chuàng)新點(diǎn)20-23
• 第二章 模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與制作23-35
• 2.1 地質(zhì)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理23-25
• 2.1.1 相似原理23-24
• 2.1.2 相似要求24-25
• 2.1.3 基本假設(shè)25
• 2.2 相似模型設(shè)計(jì)25-27
• 2.3 模型制作27-29
• 2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及測(cè)實(shí)29-33
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)實(shí)儀器29
• 2.4.2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)29-31
• 2.4.3 測(cè)點(diǎn)布置31-33
• 2.4.4 爆破實(shí)驗(yàn)安全措施33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 爆炸應(yīng)力波傳播規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究35-51
• 3.1 爆炸應(yīng)力波理論基礎(chǔ)35-39
• 3.1.1 巖石中的爆炸應(yīng)力波35-38
• 3.1.2 爆炸應(yīng)力波分類38-39
• 3.2 層狀巖體中應(yīng)力波的傳播理論39-41
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析41-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 第四章 爆炸應(yīng)力波在水平層狀節(jié)理巖體中傳播規(guī)律數(shù)值模擬51-63
• 4.1 MIDAS/GTS程序簡介算法原理51-53
• 4.1.1 動(dòng)力有限元方法簡介51
• 4.1.2 計(jì)算模型51-53
• 4.2 水平層狀節(jié)理巖體三維求解模型及參數(shù)設(shè)置53-57
• 4.2.1 模型的建立53-54
• 4.2.2 參數(shù)設(shè)置54-57
• 4.3 模擬結(jié)果分析57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第五章 復(fù)雜節(jié)理洞室中爆炸應(yīng)力波傳播規(guī)律的數(shù)值模擬63-81
• 5.1 不同間距節(jié)理洞室數(shù)值模擬63-68
• 5.2 不同傾角節(jié)理洞室數(shù)值模擬68-80
• 5.2.1 模型建立及數(shù)據(jù)處理68-78
• 5.2.2 模擬結(jié)果分析78-80
• 5.3 本章小結(jié)80-81
• 第六章 結(jié)論與展望81-83
• 6.1 結(jié)論81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的科研成果89-91
• 一、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的主要學(xué)術(shù)論文89
• 二、參與科研項(xiàng)目89-91
• 致謝91

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2 朱瑞賡 ,李廷芥;巖體中爆炸應(yīng)力波參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J];爆炸與沖擊;1981年01期

3 朱振海;;爆炸應(yīng)力波與徑向裂紋相互作用的動(dòng)光彈研究[J];工程兵工程學(xué)院學(xué)報(bào);1987年02期

4 敖聰利;;軟弱夾層對(duì)爆炸應(yīng)力波傳播的影響[J];爆破;1988年02期

5 楊小林;鈕強(qiáng);;不同配比水泥模型中的爆炸應(yīng)力波測(cè)試分析[J];爆破;1991年04期

6 宗琦;巖石內(nèi)爆炸應(yīng)力波破裂區(qū)半徑的計(jì)算[J];爆破;1994年02期

7 徐曉劍,畢謙;爆炸應(yīng)力波在平界面上傳播的動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)研究[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);1995年01期

8 王偉;李小春;;不耦合裝藥下爆炸應(yīng)力波傳播規(guī)律的試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2010年06期

9 嚴(yán)波;曾新吾;;地下爆炸應(yīng)力波分段有限元正演技術(shù)研究[J];振動(dòng)與沖擊;2013年15期

10 李清;張茜;李晟源;謝建文;孟寧寧;;爆炸應(yīng)力波作用下分支裂紋動(dòng)態(tài)力學(xué)特性試驗(yàn)[J];巖土力學(xué);2011年10期

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1 蔡宗義;王占江;張德志;林英睿;朱玉榮;;花崗巖中球?qū)ΨQ空腔解耦爆炸應(yīng)力波傳播分析[A];第七屆全國工程結(jié)構(gòu)安全防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

2 段海峰;夏昌敬;;爆破機(jī)理的回彈假說與推墻假說研究[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

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4 程鵬;宋彥琦;;爆炸載荷在巖石介質(zhì)中傳播特性數(shù)值分析[A];北京力學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

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2 王衛(wèi)超;煤體中爆炸應(yīng)力波及爆破作用的試驗(yàn)研究[D];河南理工大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：401938