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裂隙岩体空气间隔装药爆破数值模拟与试验

收藏本文 2024-04-17 点赞:5722 浏览:16720 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在炮孔内装入间隔器,形成空腔取代一部分的装药结构被称为空气间隔装药技术。空气间隔段位置及比例是空气间隔装药最重要的参数,采取合适的间隔位置与间隔比例,在有效降低爆破成本的同时,还可以起到改善破碎效果、减少根底,降低爆破振动效应等作用。以往的空气间隔装药爆破机理探讨主要是基于均质、完整岩体的检测设条件,而在节理裂隙发育岩体中进行空气间隔装药爆破的探讨在我国及其少见。本论文分别利用数值模拟及现场试验来探讨节理裂隙岩体中的空气间隔装药爆破技术,试图探讨最佳的空气间隔装药爆破技术参数。完成的工作及取得的主要成果如下:(1)运用有限元浅析软件ANSYS//LS-DYNA,模拟了炮孔内不同空气间隔位置与间隔比例、不同节理裂隙类型与间距条件的空气间隔装药爆破历程,比较浅析了不同间隔装药条件下的岩体损伤范围、应力分布与变化规律。模拟结果表明:顶部、底部及中部三种空气间隔装药结构,采取相同空气层比例时,空气层位于炮孔中部的空气间隔装药爆破对周边岩体的损伤范围最大;在空气层周边的应力作用相比连续耦合装药更为持久;与连续耦合装药结构比较,空气间隔装药结构空气层周边岩体在爆破作用历程中受到的拉应力作用相比连续耦合装药更为强烈;岩体节理裂隙对于爆炸应力波的传播有显著影响,节理裂隙越密集,爆炸应力波在向外传播历程中衰减得越快。(2)在贵州典型的喀斯特地貌地区,选取节理裂隙发育与相对较完整的两个试验地点,进行了孔口、孔底、孔正中部、孔中上部、孔中下部五种间隔位置多种不同空气间隔比例条件的空气间隔装药爆破试验,采取块度浅析软件Sppt-Desktop3.0进行块度浅析。试验结果表明:在节理岩体中,采取合理间隔比例的空气间隔装药爆破,爆后平均块度、大块率接近连续耦合装药,同时可以有效降低粉矿率,改善爆破块度均匀性;空气层置于炮孔孔口和炮孔中部是最佳的空气间隔装药结构,其合理间隔比例为10~20%;在节理裂隙发育岩体中不宜采取孔底空气间隔装药爆破技术。关键词:空气间隔装药爆破论文数值模拟论文损伤范围论文现场试验论文节理裂隙岩体论文

    摘要4-5

    Abstract5-7

    目录7-9

    第1章 绪论9-14

    1.1 探讨背景与作用9-10

    1.2 国内外探讨历史及近况10-13

    1.2.1 国外探讨历史及近况10-11

    1.2.2 国内探讨历史及近况11-13

    1.2.3 有着不足13

    1.3 论文主要探讨内容13-14

    第2章 岩石爆破及空气间隔装药技术基本论述14-20

    2.1 岩石爆破破坏机理14-15

    2.2 空气间隔装药作用原理15-16

    2.3 空气间隔装药影响要素16-18

    2.4 空气间隔装药相关论述18-20

    2.4.1 连续耦合装药与空气间隔装药冲击波峰值压力18-19

    2.4.2 空气间隔装药作用历程19-20

    第3章 数值模拟20-38

    3.1 软件概述20-21

    3.2 模拟材料及模型参数21-24

    3.2.1 岩石材料21-22

    3.2.2 空气材料及相关状态方程22

    3.2.3 材料及相关状态方程22-23

    3.2.4 间隔装药爆破模型及边界条件23-24

    3.3 空气间隔装药下岩体爆破损伤24-26

    3.4 空气间隔装药应力分布26-34

    3.4.1 空气间隔装药应力时程27-30

    3.4.2 空气间隔装药应力分布30-34

    3.5 节理裂隙岩体空气间隔装药爆破模拟34-37

    3.6 章节小结37-38

    第4章 现场试验及结果浅析38-81

    4.1 试验现场概况38-39

    4.2 现场岩体声波测试39-42

    4.2.1 岩体声波检测技术概述39-40

    4.2.2 现场声波测试40-42

    4.2.3 现场声波测试结果及浅析42

    4.3 试验案例及概况42-44

    4.4 试验结果浅析策略44-45

    4.5 爆破破碎块度浅析软件45-48

    4.6 试验结果及浅析48-79

    4.6.1 连续耦合装药爆破效果浅析48-49

    4.6.2 孔口空气间隔装药试验结果及浅析49-57

    4.6.3 孔底空气间隔装药试验结果及浅析57-65

    4.6.4 中部空气间隔装药试验结果及浅析65-76

    4.6.5 综合比较浅析76-79

    4.7 章节小结79-81

    第5章 结论与展望81-83

    5.1 结论81-82

    5.2 不足及展望82-83

    致谢83-84

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