本文關(guān)鍵詞：多次爆破振動下巖體開挖累積損傷的研究

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【摘要】：爆破對于礦山的開挖、基建隧道工程的開拓都是一種高效快捷的手段。但是爆破振動誘發(fā)的巖體失穩(wěn)嚴(yán)重威脅著工程人員的安全,尤其對于礦山的掘進(jìn)巷道而言,多次的爆破振動對巖體的破壞損傷是持續(xù)累積的。當(dāng)超過巖體的應(yīng)力閾值時,巖體的力學(xué)性能就會降低或者破壞,嚴(yán)重的區(qū)域甚至?xí)袔r爆的發(fā)生。所以研究多次爆破振動對巖體的累計(jì)損傷效應(yīng)具有重要的意義。以爆破理論為基礎(chǔ)并結(jié)合爆破損傷模型著重探討了爆炸沖擊載荷作用下巖石的具體破壞過程。這為巷道圍巖在多次爆破作用下的累積損傷效應(yīng)奠定了理論基礎(chǔ)。同時我們在現(xiàn)場利用單孔聲波測試儀和地質(zhì)雷達(dá)對蘆嶺礦完成了10次爆破生產(chǎn)測試。利用單孔聲波測試儀測試了每一次爆破振動對巖體聲波波速的影響,通過地質(zhì)雷達(dá)無損檢測手段探測了每一次爆破對圍巖巖體內(nèi)部裂隙變化的影響。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)探究了巖體累計(jì)損傷效應(yīng)和爆破次數(shù)的關(guān)系。并利用LS-DYNA軟件模擬了巷道圍巖在多次爆破振動下的破壞以及巖石爆破裂紋的形成擴(kuò)展。從宏觀上和微觀上共同探究多次爆破振動對巖體累積損傷的影響。本文緊密結(jié)合蘆嶺礦現(xiàn)場爆破作業(yè),以理論為基礎(chǔ),通過現(xiàn)場實(shí)測和數(shù)值模擬對多次爆破振動下巖體的累積損傷效應(yīng)做了相應(yīng)的研究,為進(jìn)一步研究巖體累積損傷和對現(xiàn)場圍巖支護(hù)提供了一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：多次爆破振動 累積損傷 單孔聲波儀 地質(zhì)雷達(dá) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD235
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 問題的提出及研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 循環(huán)荷載作用下巖石的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 多次爆破振動下工程巖體的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究內(nèi)容15
• 1.4 技術(shù)路線15-17
• 2 爆破作用下巖體的破壞機(jī)理17-33
• 2.1 巖石爆破模型的發(fā)展17-19
• 2.1.1 彈性理論階段18
• 2.1.2 斷裂理論階段18-19
• 2.1.3 損傷理論階段19
• 2.2 巖石力學(xué)中的損傷理論19-25
• 2.2.1 損傷的定義19-21
• 2.2.2 巖石爆破損傷模型21-24
• 2.2.3 巖石爆破損傷的測量方法24-25
• 2.3 爆炸沖擊載荷作用下的破巖機(jī)理25-32
• 2.3.1 爆炸應(yīng)力波的衰減規(guī)律及爆破漏斗的產(chǎn)生26-29
• 2.3.2 沖擊波作用下的粉碎區(qū)29
• 2.3.3 爆生氣體的氣楔作用29-30
• 2.3.4 應(yīng)力波作用下的壓壞區(qū)30-31
• 2.3.5 應(yīng)力波作用下的裂隙區(qū)31
• 2.3.6 爆生氣體作用下的徑向裂隙31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 爆破振動下圍巖松動圈的變化33-49
• 3.1 圍巖松動圈概述33-36
• 3.1.1 松動圈厚度的研究現(xiàn)狀34-36
• 3.2 爆破動載下圍巖松動圈的變化36-40
• 3.2.1 裂紋的基本形式36-37
• 3.2.2 裂紋尖端附近應(yīng)力場和位移場37-38
• 3.2.3 斷裂韌度和斷裂準(zhǔn)則38
• 3.2.4 基于裂紋擴(kuò)展的損傷發(fā)展模型38-40
• 3.3 實(shí)測多次爆破下圍巖松動圈的變化40-49
• 3.3.1 波動方程41-42
• 3.3.2 測試方案及結(jié)果42-46
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析46-49
• 4 多次爆破下圍巖累積損傷的數(shù)值模擬研究49-61
• 4.1 引言49
• 4.2 ANSYS/LS-DYNA程序介紹49-51
• 4.2.1 LS-DYNA簡介49-50
• 4.2.2 Lagrange、Euler和ALE算法50-51
• 4.2.3 LS-DYNA爆炸分析51
• 4.3 巖體本構(gòu)模型及材料參數(shù)51-54
• 4.3.1 模擬方法51-52
• 4.3.2 巖石動態(tài)本構(gòu)模型52-54
• 4.3.3 炸藥以及炮泥的材料模型和及狀態(tài)方程54
• 4.4 數(shù)值模擬研究54-60
• 4.4.1 計(jì)算模型54-55
• 4.4.2 模型測點(diǎn)布置55-56
• 4.4.3 數(shù)值模擬分析56-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 5 巷道圍巖在多次爆破下的工程現(xiàn)場研究61-75
• 5.1 引言61
• 5.2 地質(zhì)雷達(dá)測試技術(shù)61-65
• 5.2.1 LTD-2100型探地雷達(dá)簡介61-63
• 5.2.2 LTD-2100型探地雷達(dá)數(shù)據(jù)后處理63-65
• 5.2.3 探地雷工作原理65
• 5.3 現(xiàn)場實(shí)測研究65-73
• 5.3.1 工程概況65-67
• 5.3.2 測點(diǎn)布置67-68
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析68-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 6 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果82

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1 邢占利;;巖體裂隙的分形研究[J];礦業(yè)快報(bào);2005年11期

2 И.Ф.帕達(dá)波;李一仙;;巖體狀態(tài)的控制效果[J];國外采礦技術(shù)快報(bào);1986年19期

3 黃蘋蘋;論巖體的可爆性[J];長沙礦山研究院季刊;1989年04期

4 李云鵬;巖體裂隙擴(kuò)展動態(tài)跟蹤模擬[J];西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1995年S1期

5 周維垣,楊若瓊,尹健民,王志人;三維巖體構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)生成的自協(xié)調(diào)法及工程應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);1997年01期

6 李澤荃;白玉奇;張瑞新;溫曉可;巴全光;郝亦純;;巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)的小世界特性[J];金屬礦山;2014年04期

7 劉桂麗;張永亮;蔡嗣經(jīng);;礦山井下巖體裂隙變形與水滲流關(guān)系模型[J];金屬礦山;2010年07期

8 王恩志;巖體裂隙的網(wǎng)絡(luò)分析及滲流模型[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);1993年03期

9 范留明,李寧;基于數(shù)碼攝影技術(shù)的巖體裂隙測量方法初探[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年05期

10 E.B.庫茲明;周正濂;;注入聚氨脂樹脂加固礦塊底部結(jié)構(gòu)的巖體[J];國外采礦技術(shù)快報(bào);1985年13期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊真榮;閻榕齡;張宇飛;;計(jì)算巖體裂隙水流和工程反分析軟件[A];土木工程計(jì)算機(jī)應(yīng)用文集——中國土木工程學(xué)會計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)會第五屆年會論文集[C];1993年

2 向曉輝;王俐;;三峽庫區(qū)高陽段庫岸巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)模擬研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

3 李最雄;張魯;王旭東;王享通;;砂礫巖石窟巖體裂隙灌漿的進(jìn)一步研究[A];全國首屆巖石錨固與注漿學(xué)術(shù)會議論文集[C];1995年

4 盧剛;周志芳;;軟硬互層狀巖體的裂隙網(wǎng)絡(luò)模擬[A];第一屆中國水利水電巖土力學(xué)與工程學(xué)術(shù)討論會論文集（上冊）[C];2006年

5 何楊;柴軍瑞;李康宏;;變開度的巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)非穩(wěn)定滲流數(shù)值分析[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

6 阮文軍;;基于漿液粘度時變性的巖體裂隙注漿擴(kuò)散模型[A];盛世歲月——祝賀孫鈞院士八秩華誕論文選集[C];2006年

7 王成;林勝;;巖體裂隙受內(nèi)壓力的彈塑性分析[A];第一屆中國水利水電巖土力學(xué)與工程學(xué)術(shù)討論會論文集（上冊）[C];2006年

8 付金偉;朱維申;王向剛;;多裂隙巖體裂隙擴(kuò)展過程一種新的數(shù)值模擬方法及研究[A];第十二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會會議論文摘要集[C];2012年

9 白國良;李樹志;;采動巖體宏觀力學(xué)參數(shù)估計(jì)研究[A];全國“三下”采煤學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

10 馬宇;趙陽升;段康廉;;巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)的三維分形仿真[A];第一屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)與技術(shù)研討會論文集（下冊）[C];1999年

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1 賀凱;塔柱狀巖體崩塌機(jī)理研究[D];長安大學(xué);2015年

2 王鳳艷;數(shù)字近景攝影測量快速獲取巖體裂隙信息的工程應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2006年

3 朱紅光;破斷巖體裂隙的流體流動特性研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

4 王建秀;腐蝕損傷巖體中的水化—水力損傷及其在隧道工程中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2002年

5 王國艷;采動巖體裂隙演化規(guī)律及破壞機(jī)理研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2010年

6 陳祥軍;基于隨機(jī)結(jié)構(gòu)模型的溶蝕巖體滲漏分析在水布埡工程中的應(yīng)用[D];河海大學(xué);2007年

7 殷德勝;巖體滲流與應(yīng)力分析的數(shù)值方法研究[D];武漢大學(xué);2010年

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1 郭建強(qiáng);斷層帶巖體三維滲流場分析及程序設(shè)計(jì)[D];華北電力大學(xué);2015年

2 李聰聰;動力作用下巖體裂隙擴(kuò)展機(jī)制的數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 陳亞楠;多次爆破振動下巖體開挖累積損傷的研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

4 秦強(qiáng);深埋巖體裂隙滲流-變形耦合試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D];長江科學(xué)院;2011年

5 劉善利;飽和巖體熱流固耦合模型研究[D];河海大學(xué);2007年

6 劉海軍;基于蒙特卡羅法的巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)模型及滲透張量的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 王肖珊;巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)的滲流計(jì)算及分形特性研究[D];山東大學(xué);2014年

8 陳星;巖體加卸荷破壞的力學(xué)特性研究及其工程應(yīng)用[D];三峽大學(xué);2011年

9 付小平;巖體力學(xué)中節(jié)理裂隙損傷邊界元方法與程序[D];浙江大學(xué);2006年

10 楊磊;巖體三維裂隙拉伸斷裂機(jī)理的試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2008年

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