巖質(zhì)高邊坡開挖爆破動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及控制措施研究
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【摘要】:露天礦在不斷開采的過程中,會形成高陡邊坡,高陡邊坡在生產(chǎn)爆破荷載的作用下易失穩(wěn),威脅礦山工人及周邊居民生命財(cái)產(chǎn)安全,不利于礦山可持續(xù)開采,降低了礦山的經(jīng)濟(jì)效益。因此,研究爆破荷載作用下高陡邊坡的動(dòng)力響應(yīng)、動(dòng)力穩(wěn)定性,提出爆破振動(dòng)危害控制措施是十分必要和迫切的。本論文依托磷礦高陡邊坡——云南尖山磷礦高陡邊坡工程實(shí)例開展研究,主要包括高陡邊坡的靜力穩(wěn)定性、邊坡爆破振動(dòng)響應(yīng)、邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性以及爆破振動(dòng)減震措施等方面內(nèi)容。論文具體研究內(nèi)容為:(1)基于尖山磷礦邊坡工程地質(zhì),通過現(xiàn)場試驗(yàn)及室內(nèi)試驗(yàn)研究,得到了邊坡巖體相關(guān)物理力學(xué)參數(shù);(2)采用有限元強(qiáng)度折減法,研究了尖山磷礦邊坡在不同坡比及含有軟弱夾層情況下的靜力穩(wěn)定性;(3)研究了爆破振動(dòng)荷載作用下45度邊坡不同高程點(diǎn)處的動(dòng)力響應(yīng)特征;(4)研究了不同爆心距下邊坡坡腳振動(dòng)響應(yīng)特征;(5)研究了相同爆破條件下坡角分別為45度、55度和65度時(shí)邊坡的振動(dòng)響應(yīng)特征;(6)分析了邊坡在有無軟弱夾層情況下的動(dòng)力響應(yīng)特征;(7)分析了總裝藥量一定、集中裝藥與分散裝藥微差延時(shí)對邊坡動(dòng)力響應(yīng)的影響;(8)開展了尖山磷礦高邊坡開挖爆破振動(dòng)三維數(shù)值模擬,并將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行比較。(9)針對磷礦高邊坡,研究提出了相應(yīng)減振控制措施。論文研究結(jié)果表明:(1)邊坡坡度為45度時(shí),邊坡無明顯高程動(dòng)力放大效應(yīng),響應(yīng)速度、位移和應(yīng)力在邊坡下部衰減較快,在邊坡上部衰減很慢;(2)爆心距越大,邊坡振動(dòng)響應(yīng)速度、位移和應(yīng)力越小,但不是隨爆心距呈線性減小,爆心距對減震效果影響較大;(3)相同爆破條件下,邊坡越陡,爆破振動(dòng)響應(yīng)速度、位移和應(yīng)力越大,但對爆破減震效果影響較小;(4)總裝藥量一定及其他爆破條件相同時(shí),分散裝藥微差延時(shí)爆破的減震效果較集中裝藥爆破的減震效果明顯。(5)高邊坡開挖爆破振動(dòng)三維數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測結(jié)果較吻合;(6)在高邊坡設(shè)置減震縫時(shí)的減振效果顯著,平均減振率可達(dá)50%以上,在不影響開采綜合效益的情況下,建議采用減震縫進(jìn)行減振。
【關(guān)鍵詞】:巖質(zhì)高邊坡 開挖爆破振動(dòng) 響應(yīng)規(guī)律 數(shù)值模擬 減振措施
【學(xué)位授予單位】:云南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TD235
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-17
- 1.1 選題依據(jù)及意義9-10
- 1.2 邊坡爆破動(dòng)力響應(yīng)問題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
- 1.3 邊坡動(dòng)力響應(yīng)的研究方法14
- 1.4 論文主要研究內(nèi)容14-15
- 1.5 論文基本假設(shè)15-17
- 第二章 爆破破壞機(jī)理及振動(dòng)影響因素分析17-23
- 2.1 爆破地震波理論17-21
- 2.1.1 爆破地震波種類17
- 2.1.2 爆破地震波的影響因素17-18
- 2.1.3 巖體爆破應(yīng)力沖擊波傳播規(guī)律18
- 2.1.4 球面波在介質(zhì)中的波動(dòng)方程18-21
- 2.2 爆破破巖機(jī)理21
- 2.3 爆破破巖影響范圍分區(qū)21-22
- 2.4 本章小結(jié)22-23
- 第三章 露天礦邊坡工程實(shí)例23-27
- 3.1 礦區(qū)自然地理及交通條件23-24
- 3.2 礦區(qū)工程水文地質(zhì)概況24-25
- 3.2.1 礦區(qū)水文地質(zhì)24
- 3.2.2 礦區(qū)工程地質(zhì)24-25
- 3.3 邊坡概況25-26
- 3.4 本章小結(jié)26-27
- 第四章 邊坡穩(wěn)定性分析理論及模型的建立27-39
- 4.1 邊坡穩(wěn)定性分析方法27-29
- 4.1.1 極限平衡法27-28
- 4.1.2 強(qiáng)度折減法28-29
- 4.2 本構(gòu)模型和屈服準(zhǔn)則29-33
- 4.2.1 本構(gòu)模型29-30
- 4.2.2 屈服準(zhǔn)則30-33
- 4.3 MIDAS-GTS有限元軟件的介紹33
- 4.4 有限元模型的建立及計(jì)算分析33-38
- 4.4.1 幾何模型的建立33-35
- 4.4.2 有限元模型的建立35-38
- 4.5 本章小結(jié)38-39
- 第五章 高陡巖質(zhì)邊坡靜力穩(wěn)定性分析39-53
- 5.1 邊坡巖體材料參數(shù)39-40
- 5.2 邊坡靜力失穩(wěn)的主要判據(jù)40
- 5.3 邊坡靜力穩(wěn)定性數(shù)值模擬結(jié)果與分析40-50
- 5.4 本章小結(jié)50-53
- 第六章 邊坡爆破動(dòng)力響應(yīng)研究53-71
- 6.1 本構(gòu)模型的選取和動(dòng)力計(jì)算參數(shù)53-54
- 6.1.1 本構(gòu)模型的選取53
- 6.1.2 動(dòng)力計(jì)算參數(shù)53-54
- 6.2 爆破安全判據(jù)54-56
- 6.3 爆破荷載的確定56-60
- 6.3.1 爆破荷載的確定56-57
- 6.3.2 爆破荷載衰減模型的確定57-60
- 6.4 有限元計(jì)算結(jié)果與分析60-69
- 6.5 本章小結(jié)69-71
- 第七章 東采區(qū)邊坡爆破動(dòng)力響應(yīng)分析71-81
- 7.1 東采區(qū)邊坡爆破概況71-73
- 7.1.1 邊坡概況71
- 7.1.2 巖石爆破相關(guān)參數(shù)71-73
- 7.2 有限元模型的建立73-75
- 7.3 邊坡靜力穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果與分析75-76
- 7.4 動(dòng)力有限元計(jì)算結(jié)果與監(jiān)測結(jié)果對比分析76-80
- 7.5 本章小結(jié)80-81
- 第八章 爆破振動(dòng)危害控制措施研究81-91
- 8.1 爆破振動(dòng)對邊坡的危害分析81-82
- 8.1.1 爆破對邊坡巖體的松動(dòng)破壞作用81
- 8.1.2 爆破對邊坡巖體的動(dòng)力破壞作用81
- 8.1.3 爆破對邊坡巖體的疲勞破壞作用81-82
- 8.2 爆破減震基本原理82
- 8.3 爆破減震措施研究82-89
- 8.3.1 最大段藥量控制爆破振動(dòng)危害82-84
- 8.3.2 減震縫減震效果數(shù)值模擬分析84-89
- 8.4 本章小結(jié)89-91
- 第九章 結(jié)果與討論91-93
- 9.1 論文研究主要結(jié)論91-92
- 9.2 論文研究存在的不足與展望92-93
- 參考文獻(xiàn)93-99
- 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況99-101
- 致謝101
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,本文編號:600866
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