本文關鍵詞：爆破動載作用下玻璃鋼錨桿力學響應特征研究

  更多相關文章： 玻璃鋼錨桿 爆破振動監(jiān)測 力學響應 累積損傷 數值模擬

【摘要】：金屬礦床地下開采中受礦巖物理性質、回采工藝、采動地壓、爆破沖擊及震動等復雜條件影響,玻璃鋼錨桿容易受到破壞而失效,尤其在爆破動載作用下玻璃鋼錨桿損傷破壞較大,對金屬礦山地下開采中采用玻璃鋼錨桿支護時的安全可靠性帶來較大影響,因此研究爆破動載作用下玻璃鋼錨桿的力學響應特征和累積損傷效應對地下礦山的安全支護具有重要的工程意義。通過對金山店鐵礦東區(qū)礦巖賦存條件及支護現狀進行現場調研,并進行玻璃鋼錨桿抗拉、抗剪、抗彎等力學性能試驗,根據金山店鐵礦實際生產情況,設計爆破振動監(jiān)測方案,并對監(jiān)測數據進行回歸統(tǒng)計,得出能反映爆破地震波衰減規(guī)律的場地系數和衰減指數�；贙elvin解對玻璃鋼錨桿錨固段應力、應變進行了理論分析;根據裂紋擴展理論,建立了錨桿累積損傷計算模型,對金山店東區(qū)巷道支護玻璃鋼錨桿進行爆破累積損傷計算。研究表明:爆破動載對玻璃鋼錨桿的軸向應力、剪切應力、軸向應變的影響主要集中在錨固段的前端;多次爆破作用下玻璃鋼錨桿產生一定的損傷,損傷度隨著爆破次數的增加而增大。采用FLAC~(3D)動力分析模塊與結構單元的可選模塊cable相耦合,建立玻璃鋼錨桿支護巷道模型,分別研究了單次和多次爆破荷載作用下玻璃鋼錨桿的動態(tài)響應特征。研究表明:不同安裝角的玻璃鋼錨桿對爆破荷載的力學響應不同;在多次爆破荷載作用下玻璃鋼錨桿產生累積損傷效應,錨桿軸力隨著爆破荷載次數的增加緩慢疊加增大。通過上述研究內容和結果,綜合分析了爆破動荷載對玻璃鋼錨桿的影響,為優(yōu)化玻璃鋼錨桿支護設計參數及爆破參數,改善玻璃鋼錨桿支護效果提供理論依據。對其他礦山的類似問題也有一定借鑒意義。
【關鍵詞】：玻璃鋼錨桿 爆破振動監(jiān)測 力學響應 累積損傷 數值模擬
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD353.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 選題依據及研究意義10
• 1.2 國內外研究現狀10-16
• 1.2.1 玻璃鋼錨桿研究現狀10-12
• 1.2.2 國內外爆破地震波傳播規(guī)律12-13
• 1.2.3 爆破震動效應理論研究的發(fā)展13-14
• 1.2.4 支護結構動態(tài)響應研究現狀14-16
• 1.3 本文研究內容和研究方法16
• 1.4 本文研究技術路線16-18
• 第2章 礦山地質及支護現狀18-27
• 2.1 礦區(qū)地質18
• 2.2 支護現狀調查分析18-20
• 2.3 非金屬錨桿的選擇20-22
• 2.3.1 玻璃鋼錨桿的結構20-21
• 2.3.2 玻璃鋼錨桿的基本類型21
• 2.3.3 玻璃鋼錨桿的主要性能21-22
• 2.4 玻璃鋼錨桿力學性能試驗22-25
• 2.4.1 玻璃鋼桿體抗拉強度試驗22-23
• 2.4.2 玻璃鋼桿體抗剪試驗23-24
• 2.4.3 玻璃鋼桿體抗彎能力試驗24-25
• 2.5 本章小結25-27
• 第3章 金山店鐵礦爆破振動監(jiān)測27-39
• 3.1 爆破地震波理論27-30
• 3.1.1 爆破地震波概述27
• 3.1.2 爆破地震波的分類27-28
• 3.1.3 爆破地震波的傳播速度28-29
• 3.1.4 爆破振動安全判據29-30
• 3.2 金山店鐵礦東區(qū)爆破振動監(jiān)測方案設計30-35
• 3.2.1 爆破振動監(jiān)測原理30
• 3.2.2 監(jiān)測系統(tǒng)30-33
• 3.2.3 監(jiān)測點布置33-34
• 3.2.4 監(jiān)測數據統(tǒng)計34-35
• 3.3 爆破振動監(jiān)測數據分析35-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第4章 爆破作用下玻璃鋼錨桿的受力特征39-51
• 4.1 玻璃鋼錨桿應力、應變理論分析39-45
• 4.1.1 錨固段應力、應變分布彈性分析39-42
• 4.1.2 計算結果與分析42-44
• 4.1.3 爆破參數對錨固段應力、應變的影響44-45
• 4.2 玻璃鋼錨桿累積損傷效應45-49
• 4.2.1 損傷變量的界定45-46
• 4.2.2 基于裂紋擴展理論的錨桿累積損傷計算模型46-47
• 4.2.3 計算結果與分析47-49
• 4.3 本章小結49-51
• 第5章 爆破動載作用下玻璃鋼錨桿動態(tài)響應數值分析51-66
• 5.1 概述51-54
• 5.1.1 FLAC~(3D)動力分析簡介51
• 5.1.2 FLAC~(3D)動力計算采用的本構模型51
• 5.1.3 動力時間步51-52
• 5.1.4 動態(tài)多步52
• 5.1.5 動力荷載輸入和邊界條件52-53
• 5.1.6 力學阻尼53
• 5.1.7 網格尺寸要求53-54
• 5.2 玻璃鋼錨桿動態(tài)數值模擬方案的確定54-58
• 5.2.1 玻璃鋼錨桿支護巷道模型的建立54
• 5.2.2 模型邊界條件的確定54-55
• 5.2.3 模型計算參數的確定55
• 5.2.4 阻尼參數的確定55
• 5.2.5 爆破動荷載輸入55-57
• 5.2.6 監(jiān)測點的布置57
• 5.2.7 動力計算方案57-58
• 5.3 單次爆破荷載作用下計算結果分析58-63
• 5.3.1 應力分析58-59
• 5.3.2 位移分析59-60
• 5.3.3 塑性區(qū)分析60-61
• 5.3.4 錨桿受力分析61-63
• 5.4 多次爆破荷載作用下計算結果分析63-64
• 5.5 本章小結64-66
• 第6章 結論與展望66-68
• 6.1 結論66-67
• 6.2 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-74
• 附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及專利74-75
• 附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目75

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