聚能水压光面爆破中围岩动力响应特性研究

发布时间：2022-08-09 18:42

　　聚能水压光面爆破技术是近年来在实际工程中已被采用的控制爆破新工艺。尽管聚能水压光面爆破的原理有待进一步研究,但是对爆破设计参数的选择和优化是工程实践中必须解决的最根本问题。本文以汕湛高速南昆山隧道为工程依托,结合聚能水压光面爆破施工工艺,运用ANSYS/LS-DYNA商用显式动力分析软件,对聚能效应下光面爆破的周边眼参数进行了优化,并研究了Ⅴ级大理岩围岩的动力响应特性。首先,本文简单阐述了普通光面爆破的破岩理论、聚能效应理论以及数值模拟中施加爆破荷载的等效方法。采用流固耦合方法及ALE算法对聚能效应下单炮孔的爆破过程进行了研究,分析了在不同径向不耦合系数、有无聚能管以及不同不耦合介质条件下单炮孔起爆过程中聚能射流的扩展特性,并得到了相应的孔壁峰值压力。同时,等效应力分布及炮孔压力的分析结果有效验证了聚能水压光面爆破可以减小爆破能量损耗、增大爆破荷载,从而达到定向扩槽的目的。其次,在已得到单孔孔壁峰值压力的基础上,使用等效荷载方法进行计算,重点开展了Ⅳ、Ⅴ级大理岩围岩中周边眼参数的优化研究。在具体参数的优化分析中,本文通过对塑性区的扩展、最大主应力分布时程以及振速分布特性等基本规律的研究... 

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
2 聚能爆破机理及数值模拟研究
    2.1 普通光面爆破的破岩理论
    2.2 爆破中的聚能装药作用原理
    2.3 爆炸荷载特征及模拟方法
    2.4 本章小结
3 聚能效应下单孔爆破动力响应
    3.1 显式动力有限元简介
    3.2 爆炸问题的研究方法
    3.3 数值模型的建立及求解
    3.4 单孔爆破结果分析
    3.5 本章小结
4 聚能光面爆破周边孔参数优化分析
    4.1 有限元模型的建立
    4.2 荷载时程曲线的加载
    4.3 Ⅳ级围岩中周边眼参数计算
    4.4 Ⅴ级围岩中周边眼参数计算
    4.5 本章小结
5 南昆山隧道Ⅴ级大理岩围岩动力响应分析
    5.1 工程概况
    5.2 光面爆破方案
    5.3 南昆山隧道全断面建模及加载
    5.4 围岩动力响应分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿岩巷掘进聚能水压光面爆破新技术研究与应用[J]. 谢文强,常志祥,王修辉.  能源与环保. 2017(08)
[2]聚能水压光面爆破技术在崤山隧道施工中的应用研究[J]. 王军.  铁道建筑技术. 2017(05)
[3]地铁暗挖隧道聚能水压光面爆破新技术应用分析[J]. 沈显才.  铁道建筑技术. 2017(05)
[4]水压爆破应力波传播及破煤岩机理实验研究[J]. 蔡永乐,付宏伟.  煤炭学报. 2017(04)
[5]聚能水压光面爆破技术在米林隧道中的应用[J]. 陈严生.  山西建筑. 2017(08)
[6]无煤柱自成巷聚能切缝技术及其对围岩应力演化的影响研究[J]. 何满潮,高玉兵,杨军,郭志飚,王二雨,王亚军.  岩石力学与工程学报. 2017(06)
[7]聚能水压爆破控制技术在城市地铁中的应用[J]. 邹瑾.  价值工程. 2017(07)
[8]隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用[J]. 刘海波,白宗河,刘学攀,陈磊.  工程爆破. 2017(01)
[9]浅谈预裂和光面爆破的发展与未来[J]. 秦健飞,秦如霞.  采矿技术. 2013(05)
[10]隧道及地下工程光面爆破技术研究现状与展望[J]. 王建秀,邹宝平,胡力绳.  地下空间与工程学报. 2013(04)

博士论文
[1]椭圆双极线型聚能药柱爆炸理论及预裂爆破技术研究[D]. 李必红.中南大学 2013
[2]露天转地下开采边坡爆破动力特性研究[D]. 蒋楠.中国地质大学 2013

硕士论文
[1]爆破荷载作用下隧洞围岩动力响应及破坏模式研究[D]. 卢珊珊.天津大学 2012



本文编号：3673081