【摘要】：光面爆破技術(shù)是一種生產(chǎn)實踐中廣泛應(yīng)用的爆破技術(shù)。光面爆破開挖后的開挖面光滑平整,可減少超欠挖,降低圍巖受損傷程度,提高圍巖穩(wěn)定性,具有安全、經(jīng)濟、高效的特點。本文利用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對光面爆破中的空孔效應(yīng)、不耦合裝藥相關(guān)參數(shù)以及光面層厚度進行了分析。針對巖石爆破的工程問題,采用顯式動力學(xué)軟件ANSYS/LS-DYNA進行了數(shù)值模擬,結(jié)合ALE算法及流固耦合方法對炸藥在巖石中的爆破過程進行了分析,選取了巖石、炸藥、空氣、水等材料的本構(gòu)模型,確定了材料參數(shù),以巖石損傷因子作為描述巖體損傷程度的分析變量。針對巖石爆破中的空孔效應(yīng),本文基于理論計算,解釋了巖石爆破中空孔的應(yīng)力集中現(xiàn)象和自由面作用。通過數(shù)值模擬,分析了空孔距炮孔的距離、空孔直徑等因素對巖體損傷、應(yīng)力分布的影響。針對巖石爆破中的不耦合裝藥問題,本文對空氣、水兩種不耦合介質(zhì)進行了理論分析和數(shù)值模擬,并與耦合裝藥進行了對比。對軸向不耦合裝藥和徑向不耦合裝藥兩種裝藥方式進行了數(shù)值模擬,量化分析了兩種裝藥方式在炮孔壁的壓力分布形式以及對巖體產(chǎn)生的損傷區(qū)域。光面層厚度是光面爆破中的重要參數(shù)。本文基于波傳播的理論,分析了爆炸應(yīng)力波在自由面的反射以及在巖體中的疊加。通過建立不同的光面層厚度模型,分析光面層厚度與巖體中損傷分布的關(guān)系,從而合理選取光面層厚度。在理論分析和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,結(jié)合新林隧道的工程狀況和相關(guān)規(guī)范,確定了光面爆破中炮孔間距、不耦合系數(shù)、光面層厚度等參數(shù),并應(yīng)用與工程實踐,取得了良好的爆破效果。
【圖文】：

技術(shù)流程圖

炮孔內(nèi)炸藥爆炸后產(chǎn)生的爆炸沖擊波和爆生氣體作附近巖體破碎，，形成破碎區(qū)，這一過程需要消耗爆炸沖擊波在巖石中傳播距離的增大，爆炸沖擊波衰減為使裂紋萌發(fā)、擴展、貫通以形成裂隙區(qū)。爆炸應(yīng)力波減至無法破損巖體，在巖體的一定范圍內(nèi)產(chǎn)生彈性區(qū)后產(chǎn)生的沖擊波壓力為0=11 +02藥爆炸產(chǎn)生的壓力；ρ0為炸藥密度；DV為炸藥爆炸熱膨脹指數(shù)。波在孔壁處產(chǎn)生的透射波壓力為=2+00石中的聲速；ρ為巖石密度。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455.6

【參考文獻】

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本文編號：2590228