高地應(yīng)力是深部巖體工程開(kāi)挖施工最大的環(huán)境特點(diǎn),鉆孔爆破是目前深部巖體工程開(kāi)挖施工的主要手段,深部巖體爆破開(kāi)挖是炸藥爆炸產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力與高地應(yīng)力共同作用的結(jié)果。地應(yīng)力的存在改變了巖石爆破開(kāi)裂區(qū)（爆炸地震波產(chǎn)生區(qū)）的形態(tài),勢(shì)必會(huì)影響開(kāi)裂區(qū)外爆炸地震波的輻射模式和傳播特性。因此,探明地應(yīng)力對(duì)巖石爆破開(kāi)裂及爆炸地震波傳播的影響機(jī)理,是深部巖體工程爆破開(kāi)挖爆破振動(dòng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與安全控制的基礎(chǔ)。本文采用理論分析、數(shù)值計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,對(duì)高地應(yīng)力條件下巖石爆破開(kāi)裂、爆炸地震波能量以及爆炸地震波傳播衰減規(guī)律等問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:（1）基于彈性動(dòng)力學(xué)的基本理論,采用Laplace變換方法研究了爆炸荷載作用下炮孔周?chē)膽?yīng)力場(chǎng)以及爆炸應(yīng)力波與地應(yīng)力疊加的應(yīng)力場(chǎng)。由地應(yīng)力的存在,巖體徑向和環(huán)向受壓作用均被增強(qiáng),而受拉作用均被削弱;地應(yīng)力主要對(duì)爆破中遠(yuǎn)區(qū)巖體受拉破壞起抑制作用,而對(duì)爆破近區(qū)巖體影響甚微。（2）采用SPH-FEM耦合數(shù)值模擬方法,研究了地應(yīng)力對(duì)巖石爆破開(kāi)裂過(guò)程及爆破開(kāi)裂區(qū)（爆炸地震波產(chǎn)生區(qū)）形態(tài)的影響。研究結(jié)果表明:地應(yīng)力對(duì)粉碎區(qū)的范圍、形態(tài)及裂紋擴(kuò)展速度幾乎沒(méi)有影響... 

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１高地應(yīng)力場(chǎng)中單孔爆破幵挖圍巖應(yīng)力場(chǎng)分解??１０??

?第２章地應(yīng)力對(duì)巖石爆破開(kāi)裂的影響機(jī)理???＾ｒｂ?＾ｒｂ??４?ｉＬ??％?＊＊—Ｈｊ—％?—？？卜：＋—ｏａｔ??▼?ｙ??＾ｒｂ?ａｒｂ??ＩＩＩ－拉剪應(yīng)力狀態(tài)?ＩＶ－拉剪應(yīng)力狀態(tài)??圖２－５爆破荷載作用下近區(qū)巖體應(yīng)力狀態(tài)演化過(guò)程??２．２．２地應(yīng)力引起的圍巖靜態(tài)應(yīng)力場(chǎng)??在深埋隧道爆破中，掌子面上軸向地應(yīng)力與其兩個(gè)正交方向上的地應(yīng)力相??比通常很小，并且忽略掌子面附近出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此地應(yīng)力引起的靜應(yīng)??力場(chǎng)也可簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變問(wèn)題。根據(jù)彈性力學(xué)理論，在炮孔周邊的圍巖中，由地??應(yīng)力引起的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力分別為：??？＝奪（１?＋?Ａ）ｆｌ－乓—４?＋?３４］ｃ〇ｓ２０?（２－１５）??Ｚ?，?ｒ?ｒ??Ｌ?＼?＇?ｙ?Ｖ?ｒ?’）?Ｊ??（７０ｓ＝—?（１＋＾）?１?＋?：ｒ?＋（１＿／ｌ）?］＋３＼?ｃｏｓ２０?（２－１６）??２?Ｌ?ｌ?ｒ?）?＼?ｒ?Ｊ?＿??式中：＆５和分別為炸藥起爆前地應(yīng)力作用下炮孔周邊圍巖靜態(tài)的徑向及環(huán)向??應(yīng)力；辦和０＞為爆區(qū)遠(yuǎn)場(chǎng)地應(yīng)力；／Ｉ為側(cè)壓力系數(shù)，／ｌ＝ＣＴｘ／〇＞。??當(dāng)乂?＝１時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為：??＝?１?－?ＣＴＶ?（２－１７）??ａ６＞ｓ＝?＾?＋?＼?Ｇｘ?（２－１８）??Ｉ?ｒ?Ｊ??在ｒ＝５ｒｂ處，由地應(yīng)力引起的炮孔附近巖體中應(yīng)力的狀態(tài)如表１所示。在地??應(yīng)力作用下，炮孔附近巖體在徑向及環(huán)向都處于受壓狀態(tài)。當(dāng)側(cè)壓力系數(shù)／１＝１時(shí)，??不同方向上質(zhì)點(diǎn)單元應(yīng)力狀態(tài)保持一致。當(dāng)側(cè)壓力系數(shù)枯１時(shí)，在最大主應(yīng)力方??１４??

?第２章地應(yīng)力對(duì)巖石爆破幵裂的影響機(jī)理???０．２?ｒ??＾?°Ｖｂ’Ｐｂ??０１５?Ｉ?……＾ｐｂ??Ｉ?°－＇??０．０５?Ｉ??ｔ?????（）Ｉ?￣ｆｌ?６?８??－０．０５?■?＼?／?＂ｍｓ??１／??－０．１??（ａ）徑向應(yīng)力??０．０４??？ｂ／Ｐｂ??［??＜＾Ｐｂ??０．０２?：?？．？？？??ｃｆ?＂Ｉ?；?２?４?６?８??－０．０４?－?Ｖ：?ｉ??－０．０６?－??（ｂ）環(huán)向應(yīng)力??圖２－６有無(wú)地應(yīng)力條件下ｒ?＝?５ｒ６處徑向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力時(shí)程曲線對(duì)比??２．３地應(yīng)力對(duì)巖石爆破開(kāi)裂過(guò)程的影響??２．３．１?ＳＰＨ－ＦＥＭ耦合方法與材料模型??（ｌ）ＳＰＨ－ＦＥＭ耦合方法??傳統(tǒng)的有限元方法（Ｆｉｎｉｔｅ?Ｅｌｅｍｅｎｔ?Ｍｅｔｈｏｄ，?ＦＥＭ）在處理巖石爆炸等變形問(wèn)??題時(shí)極易發(fā)生網(wǎng)格畸變，導(dǎo)致計(jì)算精度和效率下降，有時(shí)甚至難以完成有效的計(jì)??１６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]侵爆戰(zhàn)斗部對(duì)建筑毀傷威力影響因素分析[J]. 黃鴻鑫,張會(huì)鎖,馬珊珊,張帆.  兵工自動(dòng)化. 2019(09)
[2]彈性半空間球形藥包爆破引起的地表振動(dòng)波形預(yù)測(cè)[J]. 劉小鳴,陳士海.  華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[3]不同間距鄰近爆破載荷下隧道破壞規(guī)律及動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究[J]. 郭東明,劉康,張偉,楊俊,凡龍飛,薛磊.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(10)
[4]考慮黏性效應(yīng)的爆破震動(dòng)區(qū)的理論分析[J]. 李志文,李建春,洪勝男,李海波,張國(guó)凱.  振動(dòng)與沖擊. 2018(17)
[5]大型水電工程建設(shè)巖石力學(xué)工程實(shí)踐[J]. 樊啟祥,王義鋒,裴建良,蔣樹(shù),李果.  人民長(zhǎng)江. 2018(16)
[6]Comparison of seismic effects during deep tunnel excavation with different methods[J]. Xie Liangtao,Yan Peng,Lu Wenbo,Chen Ming,Wang Gaohui.  Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2018(03)
[7]基于小波包變換的爆破信號(hào)能量衰減特征研究[J]. 單仁亮,宋永威,白瑤,張凌智,周桐,張書(shū)鵬.  礦業(yè)科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[8]錦屏二級(jí)水電站深埋特大引水隧洞關(guān)鍵技術(shù)[J]. 張春生,周垂一,劉寧.  隧道建設(shè)(中英文). 2017(11)
[9]基于疊加原理的隧道爆破近區(qū)振動(dòng)預(yù)測(cè)方法[J]. 謝烽,韓亮,劉殿書(shū),李晨.  爆破. 2017(03)
[10]深孔臺(tái)階爆破近遠(yuǎn)區(qū)振動(dòng)特征的試驗(yàn)研究[J]. 韓亮,辛崇偉,梁書(shū)鋒,劉殿書(shū).  振動(dòng)與沖擊. 2017(08)

博士論文
[1]基于RHT本構(gòu)的巖體爆破破碎模型研究[D]. 王宇濤.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2015



本文編號(hào)：3473881