循环爆破作用下锁固型岩质边坡的累积损伤效应及稳定性分析

1

作者 刘康琦 刘红岩 +2 位作者 霍泽楠 薛雷 张光雄 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期150-162,共13页

岩石中存在许多微裂纹和微孔洞,这些微裂纹和微孔洞在动荷载作用下会萌生、扩展和聚并,导致岩石失稳和破坏。在进行爆破开挖时,预留岩体会受到循环爆破产生的动荷载影响,产生累积损伤,从而导致岩体强度降低,甚至破坏。为了模拟这一物理... 岩石中存在许多微裂纹和微孔洞,这些微裂纹和微孔洞在动荷载作用下会萌生、扩展和聚并,导致岩石失稳和破坏。在进行爆破开挖时,预留岩体会受到循环爆破产生的动荷载影响,产生累积损伤,从而导致岩体强度降低,甚至破坏。为了模拟这一物理过程,将现有的能够较好地描述岩石动态损伤的岩石动态损伤本构模型通过二次开发嵌入到FLAC中,用于分析锁固型岩质边坡在循环爆破作用下的损伤效应及稳定性。结果表明:考虑岩质边坡累积损伤效应后,随着循环爆破次数的增加,边坡稳定性逐渐降低。对于锁固型岩质边坡,锁固段的破坏首先发生在两端,然后向中间扩散,岩体在其中呈现递进破坏模式。由于考虑了岩质边坡的累积损伤,每次爆破后边坡的安全系数都会减小。当不考虑累积损伤时,边坡的安全系数基本不变。另外,锁固段在软弱夹层中的位置影响边坡的破坏模式和稳定性。因此,在进行类似工程活动时,应考虑岩体的累积损伤效应,避免工程事故的发生。 展开更多

关键词 循环爆破 累积损伤 动态损伤本构模型 二次开发 锁固段

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循环爆破开挖下隧道围岩振动效应与损伤演化的模型实验 被引量：18

2

作者 中国生 敖丽萍 付玉华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期853-860,共8页

针对推进式循环爆破开挖下隧道围岩振动效应与损伤演化问题,按照相似比理论进行模型实验研究,实验模型采用1∶15比例浇筑制成。通过模拟隧道推进式循环爆破开挖方式,以同一测点处爆破前后岩体声速变化评价隧道围岩损伤程度,探寻爆破参... 针对推进式循环爆破开挖下隧道围岩振动效应与损伤演化问题,按照相似比理论进行模型实验研究,实验模型采用1∶15比例浇筑制成。通过模拟隧道推进式循环爆破开挖方式,以同一测点处爆破前后岩体声速变化评价隧道围岩损伤程度,探寻爆破参量变化对振动效应的影响,探索围岩损伤演化与爆破次数之间的关系。研究结果表明:在最大段药量大致相同情况下,起爆段数对萨道夫斯基公式的介质系数K影响很小,而对萨道夫斯基公式的衰减系数α影响较大;隧道在推进式循环爆破开挖下,同一深度距离爆区相同的测点,其声速降低率存在较大差异,围岩的爆破损伤范围在深度和广度方面均具有典型的各向异性特征;当爆炸参量基本相同时,不同循环爆破开挖下测点的累积声速降低率呈非线性增长趋势;在推进式循环爆破加载下,围岩爆破累积损伤量D与爆破次数n之间存在非线性演化特性,不同的测点具有各自的爆破累积损伤扩展模型,距离爆源越近爆破损伤扩展越快,围岩爆破累积损伤效应具有典型的非线性演化特性和各向异性特征。 展开更多

关键词 爆炸力学 振动效应 模型实验 隧道开挖 循环爆破加载 围岩损伤

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循环爆破累积损伤诱发似层状铝土矿采空区群失稳机制 被引量：4

3

作者 姜立春 沈彬彬 陈敏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1429-1438,共10页

为了研究循环爆破累计损伤作用下似层状铝土矿采空区群的失稳机制,借鉴结构力学理论方法,构建铝土矿采空区群结构模型,建立采空区群位移函数,引入爆破应力波作用损伤因子Dn,表征爆破荷载对岩体的损伤作用,利用数值模拟和现场监测数据验... 为了研究循环爆破累计损伤作用下似层状铝土矿采空区群的失稳机制,借鉴结构力学理论方法,构建铝土矿采空区群结构模型,建立采空区群位移函数,引入爆破应力波作用损伤因子Dn,表征爆破荷载对岩体的损伤作用,利用数值模拟和现场监测数据验证计算结果的可靠性。研究结果表明:当相邻采场爆源与采空区之间的距离和炸药当量一定时,采空区间柱的最大压应力、顶板的最大拉应力及顶板的位移均随着爆破次数增加而增加;当爆破次数小于12次时,采空区顶板、间柱最大应力均小于其极限拉、压强度,顶板位移处于允许范围内,采空区处于稳定状态;当爆破次数为13~15次时,顶板位移超过允许位移阈值6.5 mm,采空区顶板、间柱二者均处于稳定状态情况,采空区处于亚稳定状态;当爆破次数大于16次时,间柱、顶板均处于不稳定状态,采空区处于失稳状态。数值模拟结果与理论计算结果相似。相邻采场开采后期,采空区区域多次发生顶板失稳坍塌事故,验证了理论分析结果的可靠性。 展开更多

关键词 采空区群 循环爆破 累计损伤 失稳机制 结构模型

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循环爆破载荷下岩石累积损伤效应研究 被引量：15

4

作者 李允忠 王志亮 +3 位作者 黄佑鹏 杨辉 贾帅龙 陈贵豪 《爆破》 CSCD 北大核心 2019年第2期47-53,共7页

为了探究岩石在循环爆破载荷下的累积损伤演化机理与分布规律,基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA及其重启动功能,采用Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型,对单次爆破损伤问题开展研究,并对计算结果的准确性进行验证,进而对多次循环爆破作... 为了探究岩石在循环爆破载荷下的累积损伤演化机理与分布规律,基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA及其重启动功能,采用Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型,对单次爆破损伤问题开展研究,并对计算结果的准确性进行验证,进而对多次循环爆破作用下的岩石损伤累积效应作了数值分析。结果表明:循环爆破载荷下岩石累积损伤演化云图与单次爆破具有相似性,径向裂纹呈交叉放射状延伸,且不同部位的岩石对多次爆破损伤的累积效应不同;累积损伤演化曲线整体上呈现出反“S”形,岩石内部存在裂纹损伤应力阈值,使总损伤区范围呈突跃式发展。此外,发现岩石累积损伤增量在径向上呈现出单峰正偏的Weibull分布形态,且在损伤区中部范围内,其受循环爆破载荷叠加作用的扰动较大。 展开更多

关键词 岩石 循环爆破 损伤 累积效应 数值模拟

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循环爆破荷载作用下小净距隧道围岩累积损伤特性研究 被引量：15

5

作者 蒙国往 张景龙 +3 位作者 吴波 徐世祥 李华隆 吴勇 《爆破》 CSCD 北大核心 2021年第4期52-60,107,共10页

明确多循环爆破推进情况下小净距隧道围岩损伤演化特征有助于施工安全和围岩稳定。依托福州地铁2号线某区段小净距隧道工程,基于LS-DYNA完全重启动技术,结合现场中夹岩声波测试结果,研究循环爆破荷载作用下该区段小净距隧道5个开挖进尺... 明确多循环爆破推进情况下小净距隧道围岩损伤演化特征有助于施工安全和围岩稳定。依托福州地铁2号线某区段小净距隧道工程,基于LS-DYNA完全重启动技术,结合现场中夹岩声波测试结果,研究循环爆破荷载作用下该区段小净距隧道5个开挖进尺内围岩的累积损伤演化过程。结果表明:围岩损伤范围和损伤程度随爆破加载次数增加而增加,每一循环爆破荷载下各段别均对围岩有不同程度损伤,MS7和MS9段爆破荷载对围岩损伤最大;实测和模拟结果表明在多次爆破后中夹岩体损伤沿测孔深度方向呈圆角的斜“L”形状,近爆破处岩体损伤较大于远爆破侧;在同一监测断面内围岩的累积损伤尤以段间爆破加载损伤程度最大,随着隧道开挖推进岩体的损伤范围逐渐趋于稳定,监测断面9 m范围外的爆破扰动基本不再对监测部位围岩造成损伤。研究成果可为现场围岩的加固提供参考,也可为类似工程的提供理论依据。 展开更多

关键词 循环爆破 小净距隧道 中夹岩 累积损伤 数值模拟

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循环爆破对在建桥梁的振动影响研究 被引量：2

6

作者 车云浩 池恩安 赵明生 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2022年第3期129-136,共8页

为了研究隧道循环爆破对邻近在建桥梁的振动影响,以贵州晴隆战马田的泄洪隧道工程为背景,对比了不同爆破方案下测点的峰值振速。通过FLAC3D软件建立三维模型,模拟了循环爆破对在建桥梁桥面、桥桩产生的振动影响。结果表明:4掏槽孔,0.42 ... 为了研究隧道循环爆破对邻近在建桥梁的振动影响,以贵州晴隆战马田的泄洪隧道工程为背景,对比了不同爆破方案下测点的峰值振速。通过FLAC3D软件建立三维模型,模拟了循环爆破对在建桥梁桥面、桥桩产生的振动影响。结果表明:4掏槽孔,0.42 kg/t装药密度及50 ms延时的爆破方案测点峰值振速最低,且循环进尺较高;桥面和桥桩底部的峰值振速实测值分别为0.235、0.081 cm/s,模拟值分别为0.250、0.095 cm/s,模拟值与实测值误差在±11%内,说明利用动荷载模拟循环爆破效果的模型有效;爆破施工对桥梁产生的峰值振速处于0.05~0.25 cm/s,对在建桥梁材料强度的影响处于安全范围内,表明每日8次的循环爆破对43 m外的在建桥梁不会产生安全影响。 展开更多

关键词 隧道 循环爆破 振动 在建桥梁

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常村煤矿液态CO_2循环爆破致裂增透技术研究 被引量：7

7

作者 白志鹏 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第4期184-187,共4页

研究了液态CO_2相变致裂对煤体的致裂效果,对比分析了不同情况起爆的应力波的影响范围与煤层裂隙发育状态。试验分析了瓦斯抽采量的变化情况。研究结果表明:液态CO_2相变致裂后瓦斯浓度、瓦斯抽采纯量与煤层渗透性均明显增加;延时起爆... 研究了液态CO_2相变致裂对煤体的致裂效果,对比分析了不同情况起爆的应力波的影响范围与煤层裂隙发育状态。试验分析了瓦斯抽采量的变化情况。研究结果表明:液态CO_2相变致裂后瓦斯浓度、瓦斯抽采纯量与煤层渗透性均明显增加;延时起爆钻孔中煤层渗透性提升较为明显。 展开更多

关键词 低透气性 液态CO_2 循环爆破 增透

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循环爆破荷载作用下类铀矿岩损伤与氡析出规律的实验研究 被引量：2

8

作者 蒋复量 杨文超 +4 位作者 张帅 刘永 李向阳 黎明 郭锦涛 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期15-20,共6页

为了深入研究类铀矿岩在循环爆破荷载作用下的损伤及氡析出规律,首先制作了室内爆破装置,然后依据相似理论,以铀尾砂等为原材料制备了类铀矿岩来代替实际的铀矿岩,在室内制成250 mm×250 mm×200 mm的试块,在试块上设置25个测点... 为了深入研究类铀矿岩在循环爆破荷载作用下的损伤及氡析出规律,首先制作了室内爆破装置,然后依据相似理论,以铀尾砂等为原材料制备了类铀矿岩来代替实际的铀矿岩,在室内制成250 mm×250 mm×200 mm的试块,在试块上设置25个测点,再对试块施加循环爆破荷载,直至试块完全破碎。利用非金属超声波检测仪测量试块每次爆破前后的纵波波速,并换算成对应的损伤值;同时,采用密闭腔体法测量试块爆破后的累积氡浓度,并计算出氡析出率。采用K-Means聚类算法计算出25个测点的权重,进而得到综合损伤变量。研究结果表明,随着爆破次数增加,矿岩损伤呈现出"倒S"形状,且氡析出率与矿岩损伤值的变化具有一致性。该研究可为今后铀矿开采过程中的氡辐射防护和岩体稳定性研究提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 类铀矿岩 循环爆破荷载 岩石损伤 氡析出率 爆破 铀矿

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双循环爆破技术在煤矿巷道快速掘进中的应用 被引量：6

9

作者 姜京涛 《陕西煤炭》 2018年第4期154-155,147,共3页

通过分析影响巷道掘进效率的因素,推荐采用双循环爆破技术,并介绍了双循环爆破的相关参数。运用双循环爆破技术下山锚网喷巷道掘进每班进尺突破1.9 m,极大地提高煤矿巷道掘进的效率。

关键词 双循环爆破技术 快速掘进 煤矿巷道

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多次爆破对大跨度硐室围岩的损伤累积及松动圈范围研究 被引量：9

10

作者 刘永胜 朱思源 +5 位作者 杨小林 褚怀保 王昌 任志强 陈真 严少洋 《爆破》 CSCD 北大核心 2022年第1期9-15,35,共8页

为探究多次爆破作用下,损伤累积效应对大跨度硐室围岩松动圈的影响规律,结合某大跨度硐室爆破工程,采用声波法和钻孔窥视法对其爆破开挖过程中硐室围岩松动圈进行监测,利用现场试验结果分析大跨度硐室围岩损伤累积及松动圈变化规律。结... 为探究多次爆破作用下,损伤累积效应对大跨度硐室围岩松动圈的影响规律,结合某大跨度硐室爆破工程,采用声波法和钻孔窥视法对其爆破开挖过程中硐室围岩松动圈进行监测,利用现场试验结果分析大跨度硐室围岩损伤累积及松动圈变化规律。结果表明:随着爆破次数的增加,超声波波速不断减小;围岩损伤值增大,但增长速率不断降低,最后逐渐趋于稳定。多次爆破作用后,硐室围岩松动圈半径由原来的2.8 m逐步扩大为3.2 m,且硐室顶部的松动圈对比边墙处较大。因此,在大跨度硐室施工中应重点考虑硐室顶部的围岩稳定性,且在围岩支护和安全防护时应充分考虑多次爆破造成的围岩损伤累积效应对围岩松动圈半径变化的影响。 展开更多

关键词 大跨度硐室 循环爆破 损伤累积 超声波波速 松动圈范围

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隧道衬砌混凝土爆破损伤累积规律试验研究 被引量：8

11

作者 褚怀保 杨小林 +3 位作者 叶红宇 梁为民 余永强 魏海霞 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期132-136,共5页

针对隧道衬砌混凝土爆破振动损伤累积问题,设计混凝土爆破损伤累积试验,对试块进行超声波波速测试并计算损伤值,拟合累积损伤值与爆破循环次数比之间的函数。试验结果表明,爆破振动损伤随着爆破作用次数的增加而持续增加,混凝土爆破振... 针对隧道衬砌混凝土爆破振动损伤累积问题,设计混凝土爆破损伤累积试验,对试块进行超声波波速测试并计算损伤值,拟合累积损伤值与爆破循环次数比之间的函数。试验结果表明,爆破振动损伤随着爆破作用次数的增加而持续增加,混凝土爆破振动累积损伤与爆破循环次数比之间存在三次多项式函数关系,爆破振动损伤累积经历了初期缓慢增长、中期快速增长和后期突变增长三个阶段。震动区测点在多次爆破振动荷载作用下,首先引起混凝土内部原生裂纹尖端局部损伤变形,随后微裂纹扩展形成细观裂纹,最后细观裂纹扩展贯通直至形成宏观裂缝,混凝土试块强度大幅度下降,累积损伤进入突变阶段后混凝土在较低损伤值条件下即可发生突然断裂破坏。 展开更多

关键词 隧道衬砌 混凝土 爆破振动 损伤累积 爆破循环次数比 试验研究

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厚层坚硬顶板爆破弱化控制技术研究 被引量：3

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作者 王建伟 《河南科技》 2019年第20期87-89,共3页

本文基于厚层坚硬顶板的典型地质特征和理论分析结果,确定了垂向爆破弱化高度和循环爆破步距。通过顶板爆破弱化方案设计,将切眼拉槽爆破与两巷超前深孔爆破弱化技术有机结合,设计了炮孔布置方式、钻孔参数、钻具、装药量及工器具等,形... 本文基于厚层坚硬顶板的典型地质特征和理论分析结果,确定了垂向爆破弱化高度和循环爆破步距。通过顶板爆破弱化方案设计,将切眼拉槽爆破与两巷超前深孔爆破弱化技术有机结合,设计了炮孔布置方式、钻孔参数、钻具、装药量及工器具等,形成了厚层坚硬顶板爆破弱化控制成套技术,并通过现场观测,证实了该技术的合理性。希望本文的研究能对类似地质条件下工作面坚硬顶板管理提供借鉴。 展开更多

关键词 坚硬顶板 爆破弱化 垮落步距 爆破循环步距

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硬质岩石隧洞开挖爆破设计方案优化

13

作者 陈长贵 杨玉银 +4 位作者 黄浩 刘志辉 张永强 张建鹏 廖志华 《四川水力发电》 2016年第1期83-88,共6页

为了解决乌干达卡鲁玛尾水隧洞10#施工支洞钻孔利用率低、进度滞后、光爆效果差等问题,组织爆破工程技术人员深入施工现场,通过查找现有爆破方案存在的问题,对现有爆破方案进行了优化,提出了"分部楔形掏槽"的概念,并与水平V... 为了解决乌干达卡鲁玛尾水隧洞10#施工支洞钻孔利用率低、进度滞后、光爆效果差等问题,组织爆破工程技术人员深入施工现场,通过查找现有爆破方案存在的问题,对现有爆破方案进行了优化,提出了"分部楔形掏槽"的概念,并与水平V形掌子面相结合,成功地将硬岩开挖爆破钻孔利用率从79.4%提高到98.5%以上,将平均单循环进尺从2.62 m提高到3.25 m,有效地加快了开挖进度、降低了炸药、雷管单耗;通过调整光爆参数、装药结构,将光面爆破半孔率提高到90%以上。 展开更多

关键词 硬质岩石 隧洞爆破 钻孔利用率 单循环进尺、炸药单耗、光面爆破 卡鲁玛尾水隧洞

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美国岩石隧洞施工

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作者 刘桂杰 朱天琴 常焕生 《东北水利水电》 2011年第12期68-70,共3页

岩石隧洞施工的基本内容包括钻爆法或机械方法开挖、围岩初期支护和最终支护。钻爆法开挖按开挖循环进行,采用全断面或部分断面掘进。须做好爆破循环设计,采用控制爆破技术,限制爆破振动峰值,合理安排除渣和撬石。

关键词 岩石隧洞施工 机械方法开挖 爆破循环设计 控制爆破 爆破振动

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沙曲一号煤矿坚硬顶板悬顶液态二氧化碳相变致裂研究

15

作者 郭宇 《建井技术》 2025年第2期13-19,共7页

煤矿坚硬顶板工作面开采易产生巷道端头悬顶过大等问题,进而导致瓦斯积聚、顶板大面积垮塌等安全隐患。针对沙曲一号煤矿4501工作面坚硬顶板,运用液态二氧化碳相变致裂技术对悬顶进行致裂切顶,并通过窥视仪观测钻孔裂纹扩展发育情况,评... 煤矿坚硬顶板工作面开采易产生巷道端头悬顶过大等问题,进而导致瓦斯积聚、顶板大面积垮塌等安全隐患。针对沙曲一号煤矿4501工作面坚硬顶板,运用液态二氧化碳相变致裂技术对悬顶进行致裂切顶,并通过窥视仪观测钻孔裂纹扩展发育情况,评估致裂效果。现场实践表明,钻孔内观测到多条裂纹扩展、贯通与延伸,设计的3次循环起爆方案有效破碎顶板岩石,完成切顶目标。进一步研究发现:三角形布孔方案比矩形布孔方案致裂效果更好。爆破后孔口位置出现环形破碎区,微裂纹沿着主裂隙方向扩展。钻孔的裂缝形态及发育程度受到孔壁岩性、起爆方式等因素影响。通过调控起爆顺序可优化裂纹连通性,双孔联合起爆破岩效果更好。 展开更多

关键词 煤矿悬顶 CO_(2)相变致裂 裂纹扩展 循环爆破 破岩技术

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