一、切槽爆破研究的历史及现状(论文文献综述)
魏星宇[1](2021)在《公路边坡异形炮孔爆破参数优化研究》文中研究表明我国正处在基础设施建设高速发展的阶段,交通行业大力发展,公路的岩质边坡很多,每年边坡岩体的开挖工程需求量非常大,在公路边坡的开挖过程中,爆破是使用得最频繁,也是最有效的破岩手段。传统爆破技术通过优化爆破参数,可以获得规整的开挖轮廓面,但如何精确控制周边成型,并降低爆破产生的振动、飞石、粉尘灾害,同时减少爆破对岩体的损伤,保护边坡的稳定性,一直是众多爆破专家和现场工程师们关注的焦点。为了提高爆破效率,定向断裂控制爆破技术有了长远的发展,但缺少异形孔爆破的相关研究,其中异形孔爆破是切槽孔定向断裂控制爆破的一种演变,异形孔爆破半圆切槽端有明显的应力集中,可以使岩石沿异形孔半圆切槽方向形成断裂,其定向性好,产生的爆破振动很小,将其应用到公路边坡开挖爆破工程中,有利于减少爆破振动、飞石及粉尘灾害,避免灾害事故的发生。因此,进行公路边坡异形炮孔爆破参数优化研究就具有显着的理论和现实意义。本文研究的内容及主要成果包括以下几个方面:(1)根据目前存在的几种爆破基本理论观点学说,基于岩石爆破作用机理和普通圆形炮孔光面爆破机理,分析异形炮孔爆破机理。异形孔爆破是在光面爆破的基础上发展起来的,为定向断裂控制爆破中切槽孔爆破的一种演变,其定向作用明显,可改变炮孔周边应力产生应力集中,由理论公式计算得出异形孔爆破裂隙区半径为1.52m,大约为圆形炮孔爆破裂隙区半径(0.78m)的2倍左右。(2)通过采取单异形孔与单圆孔爆破对比分析的方法,进行了单个异形炮孔爆破机理的数值模拟研究,计算对比分析得出爆破中周边的应力分布与振动传播规律。结果表明:在异形孔的半圆切槽端出现了应力集中,证明异形孔半圆切槽端方向是首先产生裂缝的位置;同时,异形孔爆破比圆孔爆破的压应力峰值小,其裂纹起裂与拓展需要的能量较普通圆孔小,异形孔爆破比圆孔爆破的振动要小得多,有利于减少爆破振动及飞石危害;圆孔爆破裂隙区半径为0.80m,异形孔爆破裂隙区半径为1.59m,数值计算结果与理论解计算结果比较接近,单异形孔爆破裂隙区半径约为单圆孔爆破裂隙区半径的2倍左右;单圆孔爆破裂隙区半径大小误差约为2.5%,单异形孔爆破裂隙区半径大小误差约为4.6%,从而在数值解上证实异形孔爆破机理理论分析的合理性。(3)通过采用双异形孔与双圆孔对比分析的形式,以及4个异形炮孔分别在60cm、70cm、90cm、120cm时不同孔间距参数条件下的爆破数值计算模型,进行了多个异形炮孔爆破机理及参数优化的数值模拟研究,计算对比分析得出爆破中周边的应力分布与振动传播规律,结果表明:双异形孔爆破更优于双圆孔爆破,沿半圆副孔切槽方向应力波得到了优先传播,其半圆切槽端水平方向的振动加速度是引起破坏的主要因素。采用异形炮孔的形式应用于公路边坡光面爆破,更优于相同条件下的圆孔爆破,为异形炮孔定向断裂控制爆破在公路边坡爆破中的应用提供了理论依据。通过采取4个异形炮孔分别在60cm、70cm、90cm、120cm时不同孔间距参数条件下的爆破数值模拟,结果表明:采用异形孔炮孔直径42mm、炸药直径42mm(耦合装药)、最小抵抗线60cm、孔间距90cm爆破时,其定向断裂效果最好,爆破效果最佳,为公路边坡异形炮孔爆破参数优化提供了理论依据。
叶铿铿[2](2021)在《岩石聚能爆破动力学演化及裂纹扩展规律研究》文中指出
隋长峰[3](2020)在《光面护壁爆破效果的数值模拟及试验研究》文中进行了进一步梳理随着我国基础设施建设的不断发展,对岩巷及隧道掘进工程的要求也越来越高,主要有以下三方面要求:①爆破裂纹按照预定方向产生和发展,从而形成平整光滑的开裂面,达到定向断裂岩石的目的;②保护护壁侧岩石少受或免受爆破损伤的影响,提高围岩稳定性;③更好地破碎临空面岩石,减少后续工作量。当前的爆破技术无论在爆破效果、施工难度以及成本控制方面均存在明显不足,因此如何在现有的条件下选择合理的爆破方式并对其进行爆破参数的优化,以较低的施工难度和成本更好地实现上述“三方面要求”成为当前亟待解决的问题。针对上述问题,本文采用数值计算和现场试验相结合的研究方法,对光面护壁爆破进行了如下工作:(1)从理论上对岩石爆破破坏基本理论、光面护壁爆破原理以及爆炸应力波传播衰减规律等进行了分析,明确了光面护壁爆破的机理。(2)通过大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析单侧护壁管对光面爆破效果的影响,结果证明在单炮孔中添加半圆护壁套管既能定向断裂岩石,又能保护护壁侧岩石少受爆破损伤且更好破碎临空面岩石。(3)基于单炮孔试验结果,将研究推广到双炮孔中,通过在双炮孔中添加单侧护壁管的数值运算模拟实际工程中相邻两炮孔的护壁爆破过程,结果证明在双炮孔中添加半圆护壁套管同样能定向断裂岩石和保护护壁侧岩石少受爆破损伤且更好破碎临空面岩石。(4)针对双炮孔护壁爆破模拟中无用裂缝较多的问题,从设置双层护壁管、减少炸药用量以及增大炮孔间距等三个方面分别进行数值模拟优化并得出了各自的最佳参数。最后,综合考虑上述三个因素,选取各方案的最佳参数进行数值模拟验证,对双炮孔护壁爆破破岩损伤演化和炮孔贯穿过程进行了定性和定量化的分析,得出了当设置双层护壁管、炸药直径为1.5 cm且炮孔间距为40 cm时为最佳爆破方案。(5)通过合理设计现场六组试验证明,护壁套管的存在不仅能够保护护壁侧岩石少受或免受爆破损伤的影响,达到护壁的效果,还能够定向断裂岩石。另外,添加双层护壁管以及增大炮孔间距确实能够有效提高光面护壁爆破效果。试验结果与模拟结果基本一致,也证明了数值模拟结果的正确性。研究结果证明,光面护壁爆破不仅能取得良好的爆破效果,较好地实现上述“三方面要求”;而且其施工难度小、成本消耗低,能够显着提高经济效益,为实现岩巷及隧道工程快速掘进提供了较好的方案。
董超[4](2020)在《柔性切缝药包定向断裂控制爆破机理及应用》文中研究指明岩石定向断裂控制爆破技术广泛应用于隧道、岩巷和边坡等地面与地下爆破工程,是一种基于爆炸能量控制和定向作用的岩石爆破新技术,其中切缝药包法由于技术原理简单、施工便捷、经济实用而得到普遍应用。但是,对于软弱岩体,特别是岩体中节理、裂隙等软弱结构面发育时,切缝药包爆破技术难以获得理想的爆破效果。为了克服现有硬质切缝药包爆破技术的不足,本文在以往研究基础上开展了柔性切缝药包爆破技术的相关研究,采用理论分析、实验研究、数值模拟和现场试验相结合的研究方法,揭示了柔性切缝药包的爆破作用机理,并将研究成果应用于隧道与巷道成型控制中。主要研究工作如下:(1)以柔性切缝药包为研究对象,深入分析了柔性切缝药包爆破的切缝外壳内、外部作用机理。对柔性外壳约束下炸药的爆轰过程、爆轰产物膨胀飞散并在切缝方向形成聚能射流的过程、爆轰产物驱动柔性外壳作用直至与炮孔壁紧密贴合保护非切缝方向岩体以及初始定向裂纹、主裂纹形成机理与扩展特性进行了系统的理论分析,并引入了有限空间气体淹没射流来研究柔性切缝药包的聚能效应。(2)对影响柔性切缝药包爆破效果的主要因素进行了分析,选取了切缝宽度和径向不耦合系数两个影响因素进行柔性切缝药包爆炸应力波实验,借助超动态应变测试分析系统对比了柔性切缝药包切缝方向与垂直切缝方向的压力峰值,研究了切缝宽度与径向不耦合系数对柔性切缝药包爆破应力波分布和传播的影响规律。(3)采用双孔含预制微裂隙砂浆试件爆破实验研究和数值模拟相结合的方法,对比分析了柔性切缝药包、硬质PVC切缝药包和传统药包三种爆破方法的定向断裂效果及不同爆破方法爆炸荷载对预制微裂纹扩展的影响。同时,借助岩体超声波检测仪测定爆破前后砂浆试件各方向、各位置的波速,基于纵波速度变化率定量评价了柔性切缝外壳和硬质PVC切缝外壳爆破法对岩体各方向的损伤值。(4)基于实验与模拟研究结果,将柔性切缝药包定向断裂控制爆破技术应用于巷道和含斜层隧道的光面爆破中。柔性切缝药包与传统药包现场爆破试验表明,相较于传统爆破法,柔性切缝药包爆破法在轮廓成型控制、减小对保留岩体的损伤、控制超欠挖以及在较为破碎的岩体中爆破都具有明显优势,具有广阔的应用前景。该论文有图75幅,表31个,参考文献124篇。
郑明亮[5](2019)在《低透气性煤层切槽控制爆破损伤机制研究》文中研究说明深孔预裂控制爆破技术能够促进煤层裂隙的扩展与增多,进而加速实现瓦斯增透,因此是治理煤与瓦斯突出的重要手段。而切槽控制爆破能够使煤岩体沿着特定的方向断裂,裂纹的方向性较好,在煤层瓦斯增透中产生的效果十分显着。当前很多学者对于控制孔定向爆破致裂的研究较多,但是对于切槽定向控制爆破裂隙的扩展研究较少。因此本文将通过实验室相似模拟试验和数值模拟,对切槽控制爆破和普通控制爆破进行对比分析,最后分析切槽控制爆破和普通控制爆破两种状态下的主裂纹方向和非主裂纹方向的裂隙发育和应变情况,以此为切槽爆破技术参数提供相关理论依据。本文主要是基于两种不同爆破孔形状的控制爆破,探究切槽控制爆破的应力损伤状态。基于深孔预裂爆破现状和切槽爆破现状,对当前低透气性煤层瓦斯增透的方法进行了罗列,同时对切槽缝的相关参数进行了分析和阐述,针对前人的研究成果进行了归纳,得到了最佳切槽缝参数。之后通过相似配比试验,由配比试验结果确定了顶板、煤层、底板的各部分配比,进而设计了相似模型试验,基于爆破试验所得的裂隙、超动态应变仪所测数据和ANSYS/LS-DYNA对切槽控制爆破模型和普通控制爆破模型进行的模拟计算,得出了控制孔方向、45°方向以及垂直于控制孔方向的应力变化和裂隙扩展,深入的分析了切槽控制爆破孔壁周围的损伤状态。基于相似理论与相似准则,通过合理的调整各部分的配比,对试块各个部分做四组不同配比的试块,然后通过YAW—300微机控制电液伺服压力试验机对12组配比试块的力学性质进行测试试验,其中顶板:沙子:水泥:石膏:水=6.3:1.0:0.7:1.1,煤层为:沙子:水泥:石膏:煤粉:水=3.2:0.3:0.9:1.6:0.9,底板为:沙子:水泥:石膏:水=6.3:0.9:0.3:1.1。最后,对相似模型的试块爆破之后,通过数据采集系统,每组试验得到了三组数据,分别对应的控制孔方向、45°方向以及垂直于控制孔方向,通过对各组数据进行对比之后发现,在切槽尖端处产生应力集中现象,而在45°方向处存在抑制区域,在垂直于切槽方向上出现了应力恢复状态。通过对比切槽控制爆破和圆孔控制爆破相同区域的应力变化,切槽控制爆破的损伤程度主要集中于切槽方向,在其他方向上损伤程度都不如圆孔控制爆破。图[46]表[13]参[94]。
申涛[6](2019)在《切缝药包岩石定向断裂控制爆破机理研究》文中研究表明定向断裂控制爆破技术如今已广泛应用于深部岩土工程、地下硐室工程、隧道工程、公路和铁路路堑开挖工程以及矿山开采、贵重石材开采等涉及工程爆破的领域,并进一步推动我国精细爆破理念的推广与应用。切缝药包岩石定向断裂控制爆破技术以其工艺简单、施工方便且效果优异的优势得到了广泛的应用。为了更好地应用切缝药包爆破技术,弄清切缝药包岩石定向断裂控制爆破机理,本文在详细综述了各类定向断裂控制爆破技术,同时在介绍了爆炸冲击现象数值模拟技术的基础上,通过理论分析、试验研究与数值模拟相结合的研究方法对切缝药包爆炸作用机理、切缝药包岩石定向控制爆破机理,以及切缝药包在工程爆破中的应用与优化问题进行了系统的科学研究。主要研究工作如下:(1)切缝药包的实质是在具有一定密度和强度的圆管轴向切缝或打孔,并通过切缝(孔)形状、数量或角度的不同来控制爆炸应力场的分布以及爆生气体对介质的准静态作用与尖劈作用,最终达到定向控制爆破的目的。因此切缝药包定向控制爆破效果显着的根本原因是切缝管对爆炸能量的有效分配。本文基于双缝/耦合切缝药包爆轰行为高速纹影试验结果,建立“炸药-切缝管-空气”模型,采用理论分析与数值模拟方法研究了其爆炸作用机理。具体分析了爆炸过程中冲击波相互作用,爆生气体的动力学行为和压力时空分布。(2)以切缝药包岩石爆破为研究对象,详细介绍了炸药爆破破岩机理与爆炸的内、外部作用,并基于切缝药包铅柱体爆破试验,通过弹塑性理论与岩石断裂力学理论系统分析了切缝药包岩石爆破机理。引入JH-II动态本构模型,通过相关试验数据拟合得到红砂岩JH-II本构参数并通过爆破漏斗模拟验证参数有效性。最后采用数值模拟方法研究了切缝药包岩石定向爆破机理,对比分析了单孔传统爆破与切缝药包爆破效果、爆破过程中特征单元压力时程和应力时程的变化过程与演化规律。(3)以多个药包传统爆破与切缝药包爆破为研究对象,介绍了多个药包在介质中爆破机理,并基于参考文献中模型参数通过数值模拟方法对比分析了多个药包传统爆破与切缝药包爆破。最后从实际工程案例入手,通过数值模拟方法研究了切缝药包爆破在岩石巷道光面爆破中的应用,并对爆破方案进一步优化。该论文有图77幅,表12个,参考文献136篇。
粟登峰[7](2017)在《水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂机理研究》文中提出地下工程爆破开挖施工过程当中,实现对炸药爆炸能量和爆生裂纹扩展轨迹的有效控制一直是广大爆破科技工作者共同追求的目的,为此,各种定向断裂控制爆破技术应运而生。其中,高压水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂技术正是在充分利用高压水射流独特切割优势的基础上发展而来的。由于该技术完美克服了传统机械刻槽爆破技术实施过程中存在的弊端,因此具有更加广阔的应用前景。然而,现阶段高压水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂机理尚不十分明确,并且有关各类岩体缺陷对该技术定向致裂效果影响机制的研究仍然存在很大的空白,为该技术的进一步发展和现场推广应用带来了很大程度的限制。基于此,本文依托国家重点基础研发项目(973计划)和国家安全生产监督管理总局“四个一批”重点科技攻关课题,通过理论分析、实验研究及数值模拟相结合的手段针对水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂机理开展了如下研究工作:(1)基于应力波理论和爆炸冲击动力学理论分析了射流缝槽内爆炸应力波传播机制,研究了爆炸应力波在射流割缝缝槽处的“聚能效应”,得到了缝槽周围应力加强线上极值应力的理论计算公式,揭示了爆炸应力波作用下射流缝槽对初始裂纹生成特征的影响机制。引入弹塑性断裂力学理论分析了爆生气体准静态作用下射流割缝缝槽尖端裂纹起裂特性,进一步揭示了水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂机理。(2)分析了天然裂隙对爆炸应力波传播规律的影响机制,建立了应力波与天然裂隙之间的相互作用模型。实验研究了不同方位、不同距离天然裂隙对射流割缝炮孔爆生裂纹分布扩展及动态应变演化的影响规律,数值模拟了天然裂隙影响下射流割缝炮孔周围爆炸应力场分布演化规律,得到了天然裂隙对水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂特性的影响机制。(3)实验研究了水射流割缝辅助岩石爆破双孔贯通规律及其声发射特性,数值模拟了不同间距下普通圆形双孔和射流割缝双孔爆破时爆炸应力场分布演化规律,得到了不同情况下水射流割缝辅助岩石爆破双孔孔间裂纹贯通特性及相关力学参数变化规律。(4)实验研究了不同类型空孔对水射流割缝辅助岩石爆破爆生裂纹扩展及声发射特性的影响规律,数值模拟了不同类型、不同间距空孔影响下射流割缝炮孔周围爆炸应力场分布演化规律,揭示了水射流割缝辅助岩石爆破空孔导向裂纹扩展机理。研究成果一定程度上富了水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂理论,填补了有关水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂技术现场适应性的相关研究空白,为该技术的现场应用及其参数优化提供了理论参考依据,推动了水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂理论与技术的发展。
严福文[8](2017)在《缺陷介质射流切槽爆破断裂行为的实验研究》文中提出水射流切槽定向断裂控制爆破改善了传统光面爆破的成型质量,解决了机械刻槽的卡刀等问题,然而,由于岩体中常存在各种结构面,当射流切槽爆破爆生裂纹在遇到这些结构面后其扩展规律将必然发生改变。同时,爆炸载荷的瞬时性以及爆破岩体非线性响应的复杂性等,使得至今对于水射流切槽定向断裂爆破的研究还很不足,理论分析方法还有待发展和完善。因此,研究缺陷介质对射流切槽定向爆破的影响具有一定的理论和实践意义。本论文运用断裂力学和爆破理论对水射流切槽定向爆破机理进行分析,采用ANSYS/LS-DYNA数值分析软件模拟了不同间距平行裂隙影响下射流切槽爆破时爆炸应力波的传播规律,且对不同方位预制裂隙的有机玻璃介质进行爆破试验,分析其爆生裂纹的扩展规律及应力波的传播机制,得到以下研究成果:(1)基于断裂力学和爆破理论,分析了射流切槽炮孔周边的应力分布情况,得到了爆破荷载下切槽方向爆生裂纹扩展的应力强度因子表达式,并揭示了水射流切槽定向爆破机理;其次,分析了射流切槽爆破中应力波在裂隙处的传播规律(2)利用数值模拟软件对不同间距平行预制裂隙下射流切槽爆破进行了模拟,得到了应力波的传播规律、爆生裂纹的扩展规律及分布规律、主裂纹角度变化情况,结果显示:应力波的传播受切槽和预制裂隙的共同作用,爆炸前期切槽的导向作用明显,应力波在切槽方向集中,爆炸中期应力波受预制裂隙的影响明显,在预制裂隙位置发生透反射现象,并导致在裂隙处出现应力集中;爆生裂纹受切槽和预制裂隙的双重影响,初始阶段爆生裂纹受切槽影响,优先向切槽端部方向起裂,中期阶段爆生裂纹的扩展受到附近预制裂隙的影响,向预制裂隙位置偏转;爆生主裂纹的角度随间距的增大而先增大后减小,其主要体现为预制裂隙角度对裂纹扩展的影响先增强后减小。(3)通过设置不同角度、不同间距的预制裂隙(共14组)有机玻璃试件进行爆破实验,得到其应力波的传播规律及爆生裂纹的分布规律包括裂纹总数、切槽端部和根部的主裂纹长度变化情况等,其实验结果显示:随着预制裂隙间距的增大,裂纹总数减少,切槽端部主裂纹长度增大,切槽根部主裂纹长度减小;随着预制裂隙角度的增大,切槽端部主裂纹长度增大,切槽根部主裂纹长度受预制裂隙角度的变化呈现先增大后减少的趋势;射流切槽对裂纹的扩展具有导向作用,促进爆生裂纹沿切槽方向扩展;预制裂隙在间距较近处对爆生裂纹扩展影响明显,其主要体现在:切槽端部的主裂纹扩展至裂隙处与预制裂隙贯通,而在切槽根部主裂纹由于预制裂隙的存在会将应力波能反射回来,加强在炮孔周边的应力波的聚集程度,即促使切槽根部主裂纹的扩展,且导致在某些应力波叠加区域形成环状裂纹,有机玻璃试件发生拉伸破坏;不同角度的预制裂隙对裂纹扩展影响不同,预制裂隙角度较大时对裂纹扩展起促进作用。
侯潘[9](2017)在《地下洞室中爆炸荷载对孔壁径向预制裂纹的断裂扩展研究与应用》文中进行了进一步梳理切槽定向断裂控制爆破可使岩石沿特定的方向破裂,裂纹方向性好,产生的经济效益非常明显。因此研究切槽定向断裂控制爆破的爆破机理及相关参数,具有十分重要的意义。由于在深埋地下洞室中,某些结构(如岩锚梁等)的爆破开挖要求在比较精细的尺度上进行施工,对保留岩体的保护要求较高,因此,有必要对爆破施工进行控制,使其沿着预定的方向定向断裂,从而达到控制周围岩体损伤在一定范围之内的目的。本文以白鹤滩地下厂房岩锚梁切槽爆破开挖工程为背景,为分析切槽爆破成缝机理,及爆破参数改变对切槽爆破效果影响等内容,建立了多切槽孔准二维平面应变模型,以显式动力分析有限元程序ANSYS/LS-DYNA为模拟运算工具,详细计算了在动载作用下槽孔周围及双孔连心线上岩体的动态应力分布与变化规律,并运用断裂力学及损伤力学理论分析切槽爆破动态成缝机理,探讨爆破参数变化对切槽爆破效果的影响。在白鹤滩现场实施岩锚梁切槽爆破试验,通过考察现场岩锚梁切槽爆破的实际效果及对围岩进行超声波测试,对切槽爆破的成效及损伤机理进行研究。主要得出以下成果:(1)通过数值模拟分析单个切槽孔和双切槽孔爆破过程,研究切槽爆破切槽口起裂的特征及炮孔周边岩体中应力变化过程。结果表明,在切槽爆破过程中,炮孔壁上岩体的应力分布是不均匀的,在切槽口具有应力集中的效应。由于切槽的结构特点,使得切槽爆破时,周围岩体在两炮孔连心线上最容易发生破坏并贯通成缝,从而达到定向断裂的爆破效果。双切槽孔爆破模型的情况下,在两炮孔连心线中心位置发生了应力波叠加作用,产生的应力远大于其他未叠加的位置,这为两炮孔在连心线上贯通创造了有利条件。(2)通过已选用的材料模型参数及流固耦合的计算方法,在双切槽孔爆破模型的基础上设置三种不耦合系数及炮孔间距,模拟不同爆破参数情况下,切槽爆破的效果。模拟分析结果显示,不耦合系数K=3.6时,爆破断裂成缝效果最好,且对保留岩体损伤最小。不耦合系数越大,对保留岩体的保护作用越好,炮孔断裂成缝效果越好。但不耦合系数太大,不但不经济,而且药包在炮孔中较难掌握。由于切槽孔的结构优势,可以适当增大炮孔间距,减小爆破施工成本,但是,过大的炮孔间距会导致达不到切槽爆破效果的后果。因此,在实际切槽爆破开挖施工过程中,可根据试验成果及结合现场施工条件选取合理的爆破参数。(3)在白鹤滩水电站地下厂房岩锚梁切槽爆破开挖工程进行现场试验,通过分析切槽爆破后的结果,表明切槽爆破能够达到岩锚梁要求的定向断裂、精细爆破、岩面完整、损伤较小、块度适中、对周围环境影响较小等效果。(4)对切槽爆破试验进行岩体超声波测试,分析数据结果显示,圆孔爆破对保留岩体的累积损伤作用较强,对围岩的安全稳定造成一定的威胁,而切槽爆破对保留岩体的累积损伤作用较小,对围岩的安全稳定具有一定的优势。基于多次爆破对岩体的累积损伤导致的直接结果就是围岩岩体力学参数的劣化的理论,本文提出了与声波速度相关的岩体强度参数计算公式,并通过在试验中测试得到的超声波数据进行分析验证,与工程实际具有较好的一致性,说明了本文所提出公式的合理性及适用性。
杨仁树,丁晨曦,杨立云,王雁冰,许鹏[10](2017)在《含缺陷PMMA介质的定向断裂控制爆破试验研究》文中指出以PMMA为试验材料,采用新型数字激光动态焦散线方法试验系统,从试验角度将裂纹缺陷和空孔缺陷纳入同一研究体系,进一步研究缺陷对定向断裂控制爆破裂纹扩展的影响。结果表明,缺陷形态对爆生主裂纹扩展长度的影响并不明显。爆生主裂纹的扩展分为2个阶段,Ⅰ阶段(0120μs):爆生主裂纹的扩展速度和尖端动态应力强度因子均迅速减小;Ⅱ阶段(120μs止裂):从缺陷处反射的应力波对裂纹尖端的作用效应逐渐明显,加强了裂纹尖端的能量积聚和应力集中,使得速度和动态应力强度因子均有较大程度的跃升;随着试件缺陷两侧曲率的增加,Ⅱ阶段的爆生主裂纹速度峰值和动态应力强度因子峰值均逐渐减小。
二、切槽爆破研究的历史及现状(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、切槽爆破研究的历史及现状(论文提纲范文)
(1)公路边坡异形炮孔爆破参数优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 异形孔爆破技术研究现状 |
1.2.2 理论研究 |
1.2.3 试验研究 |
1.2.4 数值模拟研究 |
1.2.5 现场试爆研究 |
1.3 内容、方法及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法及技术路线 |
第二章 异形炮孔爆破机理 |
2.1 引言 |
2.2 岩石爆破作用机理 |
2.2.1 爆生气体膨胀压力作用观点学说 |
2.2.2 应力波反射拉伸作用观点学说 |
2.2.3 爆生气体和应力波共同作用观点学说 |
2.3 单个圆形炮孔爆破机理 |
2.3.1 内部作用原理 |
2.3.2 外部作用原理 |
2.4 多个炮孔爆破机理 |
2.4.1 双孔爆破的破岩机理 |
2.4.2 双孔爆破岩石破坏特征 |
2.4.3 圆形炮孔光面爆破机理 |
2.5 异形炮孔光面爆破机理 |
2.5.1 异形孔爆破的破岩机理 |
2.5.2 异形孔爆破的破岩过程 |
2.5.3 圆孔与异形孔爆破裂隙区大小的理论解 |
2.5.4 异形炮孔光爆技术在公路边坡爆破中的应用 |
2.5.5 采取综合防护措施控制爆破危害确保安全 |
2.6 本章小结 |
第三章 单个异形炮孔爆破机理的数值模拟研究 |
3.1 引言 |
3.2 LS-DYNA简介 |
3.2.1 LS-DYNA显式动力算法 |
3.2.2 LS-DYNA程序计算方法 |
3.3 算法选取 |
3.4 数值模型的建立 |
3.4.1 材料模型及状态方程参数 |
3.4.2 单异形孔与单圆孔爆破对比计算模型 |
3.4.3 网格划分 |
3.4.4 边界条件设置 |
3.5 计算结果与分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 多个异形孔爆破及参数优化的数值模拟研究 |
4.1 引言 |
4.2 双异形孔与双圆孔对比计算模型 |
4.2.1 材料本构及参数 |
4.2.2 网格划分 |
4.2.3 边界条件设置 |
4.2.4 计算结果与分析 |
4.3 不同孔间距4个异形孔爆破数值模拟计算模型 |
4.3.1 材料本构及参数 |
4.3.2 网格划分 |
4.3.3 边界条件设置 |
4.3.4 计算结果与分析 |
4.4 数值模拟与理论解计算结果的对比分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 主要创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(3)光面护壁爆破效果的数值模拟及试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容和技术路线图 |
2 光面护壁爆破机理分析 |
2.1 岩石爆破破坏基本理论 |
2.2 光面护壁爆破原理 |
2.3 爆炸应力波传播衰减规律 |
3 单侧护壁管对爆破破岩效果的数值模拟研究 |
3.1 ANSYS/LS-DYNA程序介绍 |
3.2 ANSYS/LS-DYNA程序算法介绍及选取 |
3.3 材料本构模型及参数选取 |
3.4 单炮孔有无护壁管的爆破破岩数值模拟 |
3.5 双炮孔有单侧护壁管的爆破破岩数值模拟 |
3.6 本章小结 |
4 单侧护壁管对双炮孔爆破破岩效果优化的数值模拟研究 |
4.1 设置双层护壁管对双炮孔护壁爆破效果影响的数值模拟 |
4.2 减少炸药用量对双炮孔护壁爆破效果影响的数值模拟 |
4.3 增大炮孔间距对双炮孔护壁爆破效果影响的数值模拟 |
4.4 综合考虑三因素对双炮孔护壁爆破效果影响的数值模拟 |
4.5 本章小结 |
5 光面护壁爆破现场试验研究 |
5.1 爆破方案设计与试验 |
5.2 爆后效果分析 |
5.3 爆破振动测试与分析 |
5.4 高速摄影拍摄记录与分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
(4)柔性切缝药包定向断裂控制爆破机理及应用(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 课题背景与研究意义 |
1.2 岩石定向断裂控制爆破国内外研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
2 柔性切缝药包爆炸作用理论分析 |
2.1 炸药的爆轰及柔性外壳对炸药爆轰的影响 |
2.2 爆炸冲击波在柔性外壳约束下的传播过程 |
2.3 爆轰产物在柔性外壳约束下的流场分析 |
2.4 柔性切缝外壳的聚能效应 |
2.5 切缝药包爆破裂纹形成机理及扩展特性分析 |
2.6 本章小结 |
3 柔性切缝药包爆炸应力波实验研究 |
3.1 柔性切缝药包定向断裂控制爆破影响因素分析 |
3.2 超动态应变测试系统与实验方案 |
3.3 柔性切缝药包爆炸应力波实验过程 |
3.4 实验数据处理与结果分析 |
3.5 本章小结 |
4 双孔含预裂隙砂浆试件定向断裂控制爆破研究 |
4.1 超声波检测岩体损伤的理论基础 |
4.2 超声波测试系统与测点布置 |
4.3 双孔含预裂隙砂浆试件爆破实验及其声波测试 |
4.4 含预裂隙砂浆试件爆破实验结果分析 |
4.5 双孔含预裂隙砂浆试件数值模拟研究 |
4.6 本章小结 |
5 柔性切缝药包岩石定向断裂控制爆破的应用研究 |
5.1 柔性切缝药包在含斜层隧道成形控制的应用 |
5.2 柔性切缝药包在煤矿巷道成形控制的应用 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(5)低透气性煤层切槽控制爆破损伤机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 深孔爆破研究现状 |
1.3 切槽爆破的研究现状 |
1.4 存在的问题和研究内容 |
1.4.1 存在的问题 |
1.4.2 技术路线和研究内容 |
2 深孔预裂爆破机理 |
2.1 炸药爆轰波 |
2.2 爆破能量分析 |
2.3 切槽爆破机理 |
2.3.1 切槽孔在爆炸冲击波下的力学效应 |
2.3.2 切槽孔在爆生气体的作用下产生的力学效应 |
2.3.3 应力波的波动方程 |
2.3.4 应力波在裂隙处的传播 |
2.4 爆生气体 |
2.5 控制孔作用机理 |
2.6 本章小结 |
3 相似配比理论以及相似材料配比试验 |
3.1 相似理论 |
3.1.1 试验的相似基本准则 |
3.1.2 相似材料的基本原理 |
3.2 岩石力学的平面的相似判据 |
3.3 相似材料配比试验 |
3.3.1 相似材料配比方案 |
3.3.2 试块的测试 |
3.3.3 试验结果分析 |
3.4 小结 |
4 相似模拟实验 |
4.1 相似模拟试验内容 |
4.1.1 试验目的 |
4.1.2 试验的理论支撑 |
4.1.3 模拟材料的选择 |
4.1.4 模型材料的配比方案 |
4.2 试验装置与方案 |
4.2.1 试验箱体 |
4.2.2 试验步骤 |
4.2.3 模型试块用量的计算 |
4.2.4 外部荷载 |
4.3 试验模型的制作 |
4.3.1 试件模型的制作 |
4.3.2 试件在制作前的准备 |
4.3.3 炸药量的确定以及装药结构 |
4.4 爆破试件的装填与封孔 |
4.5 相似模拟的实验结果与分析 |
4.5.1 测试系统 |
4.5.2 试验结果分析 |
4.5.3 应变测试结果分析 |
4.6 本章小结 |
5 数值模拟 |
5.1 有限元分析的方法 |
5.2 计算模型 |
5.2.1 ANSYS/LS-DYNA软件简介 |
5.2.2 材料模型与参数 |
5.2.3 几何模型 |
5.3 模拟结果及分析 |
5.3.1 修正的混凝土材料模型 |
5.3.2 模拟结果与分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(6)切缝药包岩石定向断裂控制爆破机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景和意义 |
1.2 岩石定向断裂控制爆破技术研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
2 爆炸冲击现象数值模拟技术基础 |
2.1 炸药爆轰基本理论 |
2.2 常用算法软件及LS-DYNA软件介绍 |
2.3 材料本构模型与状态方程 |
2.4 爆炸问题在LS-DYNA中模拟方法 |
2.5 本章小结 |
3 切缝药包爆炸作用机理 |
3.1 切缝药包爆炸作用理论 |
3.2 切缝药包爆炸高速纹影试验 |
3.3 切缝药包爆炸数值模拟 |
3.4 本章小结 |
4 切缝药包岩石定向断裂控制爆破机理 |
4.1 炸药爆破破岩作用机理 |
4.2 岩石动态损伤本构模型 |
4.3 切缝药包岩石爆破机理分析 |
4.4 岩石单孔爆破效果数值模拟对比分析 |
4.5 本章小结 |
5 切缝药包在光面爆破中应用数值模拟 |
5.1 多个药包在介质中爆破机理 |
5.2 多个药包岩石中爆破数值模拟 |
5.3 岩石巷道光面爆破数值模拟 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(7)水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂机理研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究目的及研究意义 |
1.2 国内外研究现状综述 |
1.2.1 爆破荷载作用下岩石定向控制爆破机理研究现状 |
1.2.2 岩体内部缺陷对爆生裂纹扩展影响规律研究现状 |
1.2.3 空孔效应对岩石定向爆破效果影响规律研究现状 |
1.3 问题的提出 |
1.4 主要研究内容及研究思路 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究思路 |
2 水射流割缝辅助岩石爆破爆生裂纹起裂扩展特性研究 |
2.1 爆炸应力波作用下射流割缝炮孔初始裂纹起裂特性 |
2.2 爆生气体准静态作用下射流割缝炮孔裂纹扩展特性 |
2.3 爆炸动静荷载作用下水射流割缝辅助岩石定向致裂机理 |
2.4 本章小结 |
3 天然裂隙下射流割缝辅助岩石爆破定向致裂特性研究 |
3.1 天然裂隙对爆炸应力波传播规律的影响及其相互作用机制分析 |
3.2 水平裂隙对射流割缝炮孔周围爆炸应力场分布及爆生裂纹扩展的影响规律研究 |
3.2.1 水平裂隙对射流割缝炮孔爆生裂纹扩展特性影响规律实验研究 |
3.2.2 水平裂隙对射流割缝炮孔周围爆炸应力场演化特性影响规律数值模拟研究 |
3.3 倾斜裂隙对射流割缝炮孔周围爆炸应力场分布及爆生裂纹扩展的影响规律研究 |
3.3.1 倾斜裂隙对射流割缝炮孔爆生裂纹扩展特性影响规律实验研究 |
3.3.2 倾斜裂隙对射流割缝炮孔周围爆炸应力场演化特性影响规律数值模拟研究 |
3.4 垂直裂隙对射流割缝炮孔周围爆炸应力场分布及爆生裂纹扩展的影响规律研究 |
3.4.1 垂直裂隙对射流割缝炮孔爆生裂纹扩展特性影响规律实验研究 |
3.4.2 垂直裂隙对射流割缝炮孔周围爆炸应力场演化特性影响规律数值模拟研究 |
3.5 本章小结 |
4 水射流割缝辅助岩石爆破双孔孔间裂纹贯通特性研究 |
4.1 水射流割缝辅助岩石爆破双孔孔间裂纹扩展贯通轨迹及动态应变特性实验研究 |
4.1.1 水射流割缝辅助岩石爆破双孔孔间裂纹贯通轨迹 |
4.1.2 水射流割缝辅助岩石爆破双孔孔间动态应变特征 |
4.2 水射流割缝辅助岩石爆破双孔爆炸应力场分布演化的数值模拟研究 |
4.2.1 水射流割缝辅助岩石爆破双孔周围爆炸应力场分布演化规律 |
4.2.2 水射流割缝辅助岩石爆破双孔周围力学参数变化规律 |
4.3 水射流割缝辅助岩石爆破双孔爆生裂纹扩展规律及声发射特性实验研究 |
4.3.1 实验概述 |
4.3.2 实验结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 水射流割缝辅助岩石爆破空孔导向裂纹贯通特性研究 |
5.1 水射流割缝辅助岩石爆破空孔导向裂纹扩展及声发射特性实验研究 |
5.2 水射流割缝辅助岩石爆破空孔附近应力场演变规律数值模拟研究 |
5.2.1 空孔布置方式对射流割缝炮孔爆炸应力场分布演化规律的影响 |
5.2.2 空孔间距对射流割缝炮孔爆炸应力场分布演化规律的影响 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读博士学位期间发表论文目录 |
B. 作者在攻读博士学位期间所取得的科研项目成果 |
(8)缺陷介质射流切槽爆破断裂行为的实验研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 切槽爆破的研究现状 |
1.2.2 含缺陷介质的爆炸荷载破坏过程的研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 水射流切槽定向爆破机理及应力波传播规律 |
2.1 水射流切槽定向爆破机理 |
2.2 应力波在裂隙处传播 |
2.3 本章小结 |
3 不同间距平行裂隙射流切槽爆破的数值模拟研究 |
3.1 ANSYS/LS-DYNA软件简介 |
3.2 计算模型 |
3.2.1 参数和算法 |
3.2.2 几何模型 |
3.3 计算结果及分析 |
3.3.1 应力波传播规律 |
3.3.2 裂纹角度变化规律 |
3.3.3 爆生裂纹扩展规律 |
3.4 本章小结 |
4 不同方位裂隙射流切槽爆破的实验研究 |
4.1 实验试件及设备 |
4.1.1 试件选择 |
4.1.2 实验设备 |
4.2 实验方案及步骤 |
4.2.1 实验方案 |
4.2.2 试验步骤 |
4.3 实验结果及分析 |
4.3.1 爆生裂纹分布特征 |
4.3.2 应力波传播规律 |
4.4 本章小结 |
5 结论及展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读硕士学位期间发表论文 |
B.作者在攻读硕士期间申请发明专利情况 |
C.作者在攻读硕士期间参加科研项目情况 |
(9)地下洞室中爆炸荷载对孔壁径向预制裂纹的断裂扩展研究与应用(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 切槽爆破的起源及研究现状 |
1.2.2 岩体爆破断裂损伤破坏模型研究现状 |
1.3 目前研究存在的问题及不足 |
1.4 本课题研究的目的和意义 |
1.5 本课题研究的主要内容 |
第2章 切槽爆破断裂破坏及损伤理论 |
2.1 岩石爆破破坏理论 |
2.2 切槽爆破载荷作用下岩体裂纹的萌生和发展 |
2.2.1 应力强度因子与断裂韧性 |
2.2.2 裂纹的成核 |
2.2.3 裂纹的扩展 |
2.3 岩体在爆破动荷载作用下损伤机理研究 |
2.3.1 损伤机理研究 |
2.3.2 损伤模型研究 |
第3章 切槽数值模型的建立及分析 |
3.1 数值建模基础 |
3.1.1 算法简介 |
3.1.2 耦合算法 |
3.1.3 材料模型与状态方程 |
3.1.4 裂纹扩展的模拟与失效准则 |
3.1.5 边界条件 |
3.2 模型的建立及网格划分 |
3.2.1 模型的建立 |
3.2.2 网格划分 |
3.3 计算 |
3.4 切槽爆破孔周边应力分析 |
3.4.1 单孔爆破应力分布特征 |
3.4.2 双孔模型应力分布特征 |
3.5 本章小结 |
第4章 切槽爆破参数的数值模拟优化研究 |
4.1 切槽爆破参数的理论分析与选取 |
4.1.1 不耦合装药 |
4.1.2 装药量计算 |
4.1.3 最小抵抗线W |
4.2 不耦合系数对切槽爆破效果的影响 |
4.3 孔距对切槽爆破效果的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 切槽控制爆破现场试验研究 |
5.1 工程概况 |
5.1.1 工程概况 |
5.1.2 右岸地下厂房地质条件 |
5.2 现场试验方案 |
5.2.1 岩锚梁开挖爆破试验设计 |
5.2.2 炮孔布置方案 |
5.2.3 起爆网路 |
5.2.4 切槽机具 |
5.3 切槽爆破效果及与圆孔爆破对比分析 |
5.3.1 爆破效果分析 |
5.3.2 爆破块度分析 |
5.3.3 爆破对周围环境的影响 |
5.4 现场切槽爆破围岩损伤分析 |
5.4.1 现场松动测试 |
5.4.2 岩体损伤度分析 |
5.5 岩体强度参数分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
硕士期间发表的学术论文及参与的主要科研项目 |
四、切槽爆破研究的历史及现状(论文参考文献)
- [1]公路边坡异形炮孔爆破参数优化研究[D]. 魏星宇. 重庆交通大学, 2021
- [2]岩石聚能爆破动力学演化及裂纹扩展规律研究[D]. 叶铿铿. 绍兴文理学院, 2021
- [3]光面护壁爆破效果的数值模拟及试验研究[D]. 隋长峰. 山东科技大学, 2020
- [4]柔性切缝药包定向断裂控制爆破机理及应用[D]. 董超. 中国矿业大学, 2020(01)
- [5]低透气性煤层切槽控制爆破损伤机制研究[D]. 郑明亮. 安徽理工大学, 2019(01)
- [6]切缝药包岩石定向断裂控制爆破机理研究[D]. 申涛. 中国矿业大学, 2019
- [7]水射流割缝辅助岩石爆破定向致裂机理研究[D]. 粟登峰. 重庆大学, 2017(12)
- [8]缺陷介质射流切槽爆破断裂行为的实验研究[D]. 严福文. 重庆大学, 2017(06)
- [9]地下洞室中爆炸荷载对孔壁径向预制裂纹的断裂扩展研究与应用[D]. 侯潘. 武汉理工大学, 2017(02)
- [10]含缺陷PMMA介质的定向断裂控制爆破试验研究[J]. 杨仁树,丁晨曦,杨立云,王雁冰,许鹏. 岩石力学与工程学报, 2017(03)