题名 不同损伤程度下岩石力学参数变化的声波测试
被引量：25
1
作者
严鹏 张晨 高启栋 卢文波 陈明 周创兵
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第12期3425-3432,共8页
基金
国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2011CB013501) 国家自然科学基金杰出青年基金项目(No.51125037) +3 种基金 国家自然科学基金面上项目(No.51179138 No.51279135 No.51279146 No.51009013)~~
文摘
声波波速变化可有效表征岩体损伤程度。通过对岩样进行人工预损,利用声波检测标定岩样的不同损伤程度,然后通过三轴压缩试验来研究不同损伤程度下岩石的力学特性,建立了声波速度下降幅度与岩体力学参数变化幅度间的关系。研究表明,当岩样的声波速度下降5%~8%时,黏聚力c值降低15%~25%,内摩擦角？值则升高14%~32%,因此,用声波速度的下降幅度来描述岩体参数的变化是可行的。根据现场实测的岩体损伤区内的声波速度的变化值,可以从一定程度上估计岩体参数的跌落情况,从而更进一步地说明损伤区内岩体的承载力。
关键词
声波速度 岩体损伤 力学特性 三轴压缩
Keywords
acoustic wave velocity rock mass damage mechanical properties triaxial compression
分类号
TU443
[建筑科学—岩土工程]
题名 岩石爆破过程S波的产生机制分析
被引量：10
2
作者
金旭浩 卢文波 田勇 严鹏 陈明
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室 水利部综合事业局
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第S2期228-232,共5页
基金
国家973计划项目(No.2010CB732003) 国家自然科学基金面上项目(No.51009013 No.50909077)
文摘
全面总结、分析了岩石爆破过程S波的产生机制,表明短柱状药包、炮孔周围岩体的开裂与破碎以及装药偏离球形或柱形空腔中心,均可诱发S波,并且诱发S波的幅值可超过P波;P波传播过程与岩体界面的相互作用,可产生次生的S波(透、反射SV波)。在此基础上,就爆破振动场模拟方法与计算模型选择中如何体现S波的产生机制方面提出了建议。
关键词
爆破 振动 应力波 S波
Keywords
blasting vibration stress wave S wave
分类号
P634.1
[天文地球—地质矿产勘探]
TU45
[建筑科学—岩土工程]
题名 混凝土含水裂隙中爆炸压力传播的模型试验研究
被引量：1
3
作者
李桐 陈明 叶志伟 卢文波 魏东 郑祥
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室 中国水利水电第七工程局有限公司第一分局
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S02期205-213,共9页
基金
国家自然科学基金项目(No.51979205,No.51939008)。
文摘
爆炸作用下含水裂隙中水压力的分布及传播特征对分析含水裂隙岩体初始裂纹扩展机制具有重要意义。通过含水裂隙的混凝土室内爆炸试验,测量了爆炸时含水裂隙中的水压力,分析了含水裂隙中水压力的荷载特性及传播特征,并研究了裂隙张开宽度及爆炸药量对水压力荷载的影响。试验研究结果表明:爆炸作用下含水裂隙中水压力时程分布呈多峰波动分布,水压力来源包括爆源通过水介质直接传递的荷载及通过混凝土间接传递的荷载,且在不同裂隙长度,荷载峰值主要来源不同;相同装药条件下,含水裂隙中水压力随距爆源距离增大而迅速衰减,裂隙中同一位置水压力大小与裂隙张开宽度呈负相关;混凝土室内爆炸试验含水裂隙中水击波所带能量频谱主要集中在7.8~62.5 kHz,是一种高频信号。随距爆源距离的增加,能量分布向低频集中;水击波频带能量分布特征受爆炸药量及裂隙张开宽度的影响。当量为4.5 g TNT(三硝基苯)乳化炸药装药相比8.1 g TNT乳化炸药装药爆炸时水击波高频信息更丰富;相同爆炸药量时,随混凝土中含水裂隙张开宽度的增加,水击波频带能量分布峰值呈现向中间频带移动的趋势。
关键词
爆炸试验 含水裂隙 水压力 传播特征 张开度 能量分布
Keywords
explosion experiment water-bearing crack water pressure propagation characteristic aperture energy distribution
分类号
O383
[理学—流体力学]
TU528
[建筑科学—建筑技术科学]
题名 深埋隧洞爆破开挖扰动损伤效应的数值模拟
被引量：33
4
作者
陈明 胡英国 卢文波 严鹏 周创兵
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期1531-1537,共7页
基金
国家973计划项目(No.2010CB732003) 国家自然科学基金项目(No.50909077 +1 种基金 No.50725931 No.51097111)
文摘
爆破开挖扰动是深埋隧洞损伤区孕育及演化的重要影响因素。根据隧洞岩体钻爆开挖过程分析了爆炸荷载及开挖荷载瞬态卸荷对岩体的扰动作用,基于LS-DYNA动力有限元程序,提出了利用施加节点反力模拟待开挖隧洞岩体的约束作用,通过控制节点反力的变化过程以模拟开挖荷载瞬态卸荷,采用爆炸荷载变化曲线模拟爆炸作用过程的爆破开挖扰动数值模拟方法,并利用该方法模拟分析了爆破开挖扰动对围岩的损伤效应,结果表明,应力重分布对围岩损伤最大,隧洞围岩损伤区主要由围岩初始应力重分布所导致,爆炸荷载作用将增大围岩损伤区范围,考虑开挖荷载瞬态卸荷作用的围岩损伤区最大,且地应力越高,开挖荷载瞬态卸荷作用对围岩的损伤效应越显著。
关键词
隧洞 爆破 损伤 瞬态卸荷 数值模拟
Keywords
tunnel blasting damage transient unloading numerical simulation
分类号
O383.1
[理学—流体力学]
TV554
[水利工程—水利水电工程]
题名 深埋隧洞爆破开挖荷载诱发围岩损伤特性
被引量：22
5
作者
严鹏 李涛 卢文波 陈明 周创兵
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第S1期451-457,共7页
基金
国家973计划项目(No.2010CB732003) 国家自然科学基金杰出青年基金项目(No.51125037) 国家自然科学基金面上项目(No.51009013,No.51179138)
文摘
深埋隧洞爆破开挖荷载构成复杂,对围岩损伤区的孕育发展具有重要影响。利用颗粒流程序(PFC)软件,讨论了不同初始地应力状态下爆炸荷载及地应力瞬态卸载所分别诱发围岩损伤的特性,并通过锦屏2级水电站引水隧洞爆破开挖损伤区检测数据对数值模拟的结果进行了验证。研究表明,爆炸荷载和地应力瞬态卸载所诱发的围岩损伤程度和范围均随地应力量级的提高而显著增大;爆炸荷载作用条件下损伤区的分布有随着侧压力系数的增大而向应力集中区发展的趋势,而地应力瞬态卸荷所产生的围岩破坏以受拉破坏为主,表层损伤区沿开挖呈轮廓均匀分布的趋势;在相同的初始地应力状态下,爆炸荷载和地应力瞬态卸荷所分别诱发的围岩损伤区深度均明显小于实测值,考虑二者的耦合效应后,计算值与实测值基本吻合。这说明这两种荷载是高应力条件下爆破开挖荷载的主要成分,但二者耦合作用对围岩的损伤大于它们单独作用效应的线性叠加。
关键词
深埋隧洞 爆破开挖 损伤 瞬态卸荷
Keywords
deep tunnels blasting excavation damage transient release
分类号
TV223.1
[水利工程—水工结构工程]
题名 锦屏二级水电站引水隧洞爆破开挖损伤特性研究
被引量：12
6
作者
陈明 胡英国 卢文波 严鹏 周创兵
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第S2期172-177,共6页
基金
国家973计划项目资助(No.2010CB732003) 国家自然科学基金项目资助(No.50909077 +1 种基金 No.50725931 No.51009013)
文摘
爆破开挖导致的围岩损伤是围岩稳定性的重要影响因素。采用数值分析及现场检测的方法研究了锦屏二级引水隧洞岩体爆破开挖损伤特性。数值模拟结果表明,引水隧洞开挖引起的围岩应力重分布是围岩损伤的主要原因,爆炸荷载和应力重分布的耦合作用将增大引水隧洞围岩损伤区范围,增大的损伤深度可达1.5 m,考虑开挖荷载瞬态卸荷动态损伤效应的损伤区范围最大,较单独考虑围岩地应力准静态重分布所导致的损伤深度可增大1.9 m,平均损伤深度增大近1倍。现场检测成果较好地验证了数值模拟结果,表明爆破开挖可显著增大围岩的损伤范围。锦屏二级水电站引水隧洞开挖过程中,不可忽视爆炸荷载及开挖瞬态卸荷对围岩的损伤作用。
关键词
引水隧洞 围岩 爆破 瞬态卸荷 损伤
Keywords
diversion tunnel surrounding rock blasting transient unloading damage
分类号
P634.1
[天文地球—地质矿产勘探]
TU45
[建筑科学—岩土工程]
题名 爆破开挖对岩体含水裂纹扩展的扰动机制
被引量：13
7
作者
陈明 卢文波 严鹏 胡英国 周创兵
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期1555-1560,共6页
基金
973计划基础研究项目(No.2011CB013501) 国家自然科学基金面上项目(No.51279146 +1 种基金 No.51079111) 新世纪优秀人才支持计划资助(No.NCET-2012-0425)
文摘
岩体裂纹的水力劈裂是岩体开裂渗漏甚至施工涌水的重要影响因素之一,也是岩土工程界的研究热点。从断裂力学角度分析了爆破开挖对岩体含水裂纹扩展的扰动作用,结果表明,爆破开挖扰动下,岩体含水裂纹的扩展,与爆炸应力波强度及其入射角、地应力的大小与方向、孔隙水压大小、裂纹的倾角及断裂韧度等因素相关;爆炸应力波的作用,相当于增大了岩体裂纹中的孔隙水压力,每1 cm/s的峰值振动速度相当于增大100 kPa的孔隙水压力,爆破振动速度越大,所产生的爆破扰动荷载越大;岩体开挖引起的岩体裂纹近区地应力及其孔隙水压力的变化,对裂纹的失稳与扩展具有较复杂的影响,可改变裂纹的失稳扩展模式。
关键词
爆破开挖 岩体 裂纹扩展 扰动
Keywords
blasting excavation rock mass crack propagation disturbance
分类号
O383.1
[理学—流体力学]
TV554
[水利工程—水利水电工程]
题名 基于现场混装的宽孔距空气间隔预裂爆破技术
被引量：9
8
作者
陈明 张俊 郑炳旭 胡英国 卢文波 宋锦泉
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室 广东宏大爆破股份有限公司
出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2016年第3期1-4,30,共5页
基金
国家自然科学基金面上项目(No.51279146 No.51479147) 水利部科技推广计划项目(TG1522)
文摘
采用理论分析与现场试验相结合的方法研究了混装车装药条件下的宽孔距空气间隔预裂爆破技术。理论分析结果表明:空气间隔装药预裂爆破条件下,即使预裂孔间距较大,炮孔间岩体在爆生气体压力作用下产生的应力强度因子也往往大于岩石的断裂韧度,炮孔间可以形成预裂缝。结合河南经山寺露天铁矿上覆岩层剥离进行的现场试验结果显示:岩体质量较好时,采用18倍孔径的宽孔距空气间隔装药预裂爆破技术,可获得较好的边坡轮廓成型质量,但是炮孔装药段的岩体损伤较严重,损伤深度明显大于非装药段。
关键词
炸药混装车 空气间隔 预裂爆破 轮廓 损伤
Keywords
explosive mixing-loading truck air-decking charge pre-splitting blasting contour profile damage
分类号
O383.1
[理学—流体力学]
TV554
[水利工程—水利水电工程]
题名 不同耦合介质爆破爆炸能量传递效率研究
被引量：20
9
作者
李桐 陈明 叶志伟 卢文波 魏东
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1-11,共11页
基金
国家自然科学基金(51979205,51779193)。
文摘
不耦合装药爆破可有效降低孔壁峰值压力,改善爆破效果。针对不同耦合介质爆破时爆炸能量的传递问题,考虑岩体应变率效应,理论分析了爆炸作用下岩体变形及破坏特征,得到不同耦合介质爆破时理论爆炸能量的传递效率,并结合数值模拟研究了岩体性质、炸药类别及不耦合装药系数对不同耦合介质爆破时爆炸能量传递效率差异的影响。研究结果表明,爆炸能量传递效率与耦合介质相关,装药结构相同时,水耦合爆破比空气耦合爆破爆炸能量传递效率高;不同耦合介质爆破爆炸能量传递效率的差异受爆破岩体、炸药性质及不耦合装药系数等因素影响;装药系数相同耦合介质不同的爆破,岩体强度越高,不同耦合介质爆炸能量传递效率差别越大;岩体性质相同时,不同耦合介质爆破间能量传递效率差异随不耦合装药系数的增大而增大,对于乳化炸药在粉砂岩中的爆破,不耦合装药系数由1.28增至3.44时,水耦合爆破传递入周围岩体的能量由空气耦合爆破的1.45倍增至6.52倍。研究结果可对优化爆破设计、改善爆炸能量分布提供参考。
关键词
不耦合装药 耦合介质 爆炸能量 传递效率 岩体
Keywords
decoupled charge coupling medium explosion energy transfer efficiency rock mass
分类号
O389
[理学—流体力学]
TD235
[矿业工程—矿井建设]
题名 基于精确缩尺的颗粒材料流变研究
被引量：6
10
作者
易颖 周伟 马刚 杨利福 常晓林
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期1799-1808,共10页
基金
国家自然科学基金(No.51379161 No.51322905 +2 种基金 No.51509190 No.51579193) 中国博士后科学基金面上资助(No.2015M572195)~~
文摘
基于Feng Y T提出的精确缩尺方法,即根据几何相似、静力相似、动力相似3个相似原理建立一套缩尺准则,使得缩尺前后模型的力学响应保持一致。首次将该理论应用于颗粒材料的流变分析当中,采用Burgers黏塑性蠕变模型,引入流变参数,在原缩尺准则上进行理论推导,得到在二维和三维条件下的缩尺准则;其次在理论推导的基础上进行数值仿真验证。研究结果表明:严格按照拟定的缩尺准则选取参数后,缩尺后模型的力学响应能够保证和原尺寸模型完全一致,计算误差在3%以内,同时简要探讨了时间步长、黏性系数、颗粒数目、比尺数对数值试验的影响,为数值试验中相关参数的选取以及如何让数值模型反映材料真实的力学行为提供了有效参考。另外,由于缩尺模型采用与原模型相同的颗粒数目、颗粒形状、颗粒压实状态和比尺数,揭示了等比例缩尺对材料流变行为的影响。
关键词
离散元法 颗粒材料 精确缩尺 等比例缩尺 流变分析
Keywords
discrete element method（DEM） granular material exact scaling equal proportional scaling rheological analysis
分类号
TV311
[水利工程—水工结构工程]
题名 爆破漏斗形成过程数值模拟的几个关键问题
被引量：11
11
作者
周旺潇 严鹏 郑炳旭 陈明 宋锦泉 李战军
机构
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点 试验室 武汉大学水工岩石力学教育部重点试验室 广东宏大爆破工程有限公司
出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2014年第3期15-22,共8页
基金
国家973计划项目(No.2010CB732003) 国家自然科学基金杰出青年基金项目(No.51125037) +1 种基金 国家自然科学基金面上项目(No.51009013 No.51179138)
文摘
合理准确地再现爆破漏斗的形成过程对爆破模拟及工程设计具有重要意义。通过设置人工节理,将模型进行预先离散,在离散元程序3DEC中实现了半无限介质中爆破模拟,包括从炮孔扩张、裂隙发展、岩块飞散到爆堆成型的全过程。讨论了爆炸荷载简化、施加方式和离散方法等对岩石爆破破碎、抛掷及爆堆形成过程的影响。其中对人工节理的倾角和分布进行了重点研究,通过优化人工节理方向,使得模拟结果更符合实际。将爆破块度与岩体离散化结合,提出考虑爆破块度的3DEC人工离散方法,提高了模拟结果的精度。采用该模型与现场试验进行比较,模拟得到的漏斗底半径及深度与试验结果相符。并且该模型大幅度提高计算速度和计算稳定性,可广泛应用于生产实践中,为爆破设计提供参考。
关键词
3DEC 离散元 爆破漏斗 爆破块度
Keywords
3DEC discrete element method blasting crater blasting fragmentation
分类号
TB551
[理学—声学]
