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数（单）孔一响预裂爆破模型试验及成缝机理研究

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数（单）孔一响预裂爆破模型试验及成缝机理研究

作者：吴霄昆明理工大学

学位级别：硕士

通过模型试验与数值模拟研究爆破参数对数(单)孔一响预裂爆破效果影响规律及成缝机理。通过制备的素混凝土模型进行数(单)孔一响预裂爆破模型试验,分别利用声波测试仪、测振仪研究不耦合系数、孔距、同响孔数对数(单)孔一响预裂爆破效... 详细信息

通过模型试验与数值模拟研究爆破参数对数(单)孔一响预裂爆破效果影响规律及成缝机理。通过制备的素混凝土模型进行数(单)孔一响预裂爆破模型试验,分别利用声波测试仪、测振仪研究不耦合系数、孔距、同响孔数对数(单)孔一响预裂爆破效果的影响规律,利用高速摄影仪对爆破过程中模型上表面进行观测,结合理论得到裂纹扩展规律,研究数(单)孔一响预裂爆破成缝机理。以模型试验得出的最佳不耦合系数与孔距建立数值计算模型,对逐孔起爆方式下的不同延期时间进行数值计算,并对模型内部节点位移与单元应力进行分析。预裂缝的宽度随着同响孔数的增大而增大,随着不耦合系数增大而减小;减震效果随着不耦合系数增大而减小,随着孔距减小而增大。得出最佳不耦合系数为2.16,最佳孔距为孔径的8倍。延期时间12ms时单元C(两炮孔中间位置)的应力峰值比同时起爆时单元C(两炮孔中间位置)的应力峰值降低69%。应力叠加在延期时间为12ms时耦合度较高,能量损失小,而各单元的应力峰值相比于同时起爆降低61.7%,有效减少对周围岩体的破坏。综上所述,数(单)孔一响预裂爆破延期时间设置为12ms为最佳。

关键词：数(单)孔一响预裂爆破相似理论模型试验成缝机理数值模拟

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炮孔间成缝机理的计算研究

炮孔间成缝机理的计算研究

作者：曹杰安徽理工大学

学位级别：硕士

由于岩石爆破作用过程的复杂性,迄今为止,岩石爆破中双炮孔爆破的成缝机理问题仍是一个值得探讨的有益课题。科学研究中,常用的方法有理论分析和实验研究,但是这两种方法对本课题研究仍存在较多不足:完全的理论分析只适用于一些简单和... 详细信息

由于岩石爆破作用过程的复杂性,迄今为止,岩石爆破中双炮孔爆破的成缝机理问题仍是一个值得探讨的有益课题。科学研究中,常用的方法有理论分析和实验研究,但是这两种方法对本课题研究仍存在较多不足:完全的理论分析只适用于一些简单和理想化的问题,对于复杂问题,不恰当的简化分析很容易产生错误的结论;实验研究中由于爆炸过程的瞬时性、被作用介质的复杂性以及测试技术的局限性使得研究人员无法得到充足的空间时间数据,如研究人员最为关心的岩石应力与应变的全场全时程数据。数值模拟研究方法在以上问题中均具有充足的优势,且通过该种方法能够更加全面直观地对双炮孔动态成缝过程进行观察。需要指出的是,数值模拟研究过程中,较多因素会对结果产生影响,甚至不同的模拟方案也会使计算结果产生较大的差距,这也是较多研究人员对数值模拟研究方式不能完全认同的原因。随着计算机技术的飞速发展,数值模拟技术已经成为科研中的主要研究手段之一,为了得出具有研究价值的结果,必须对模拟过程中涉及的问题进行系统研究,而对于双炮孔成缝问题研究现状,这一工作仍具有重要意义。本文研究了传统爆破成缝理论,结合前人所证实的炮孔间裂缝最先在孔壁处生成的事实,通过理论分析与模拟验证相结合的方式阐述了传统应力波成缝机理的缺陷;选取了三种常用的岩石本构模型,对比了不同本构模型下岩石的动态响应;通过LS-DYNA建立无限岩石介质中孔间距为10倍孔径的双炮孔模型,对炮孔连线及连线中垂线上岩石单元的应力时程曲线进行分析,得出了这两条线上岩石的最大主应力、最大剪应力等的应力峰值分布走势;设计了拉、压、剪切三种失效形式正交组合的7组模拟试验,得出了与实际相符的裂缝,分析各组裂缝形态给出了炮孔间岩石的失效形式;研究中发现,在炮孔间裂缝形成前期,即炮孔间裂缝最初在孔壁处形成时,双孔所生成的应力波并未相遇,两孔应力波相遇一定时间后炮孔间裂缝互相贯穿,进一步对炮孔间裂缝贯穿过程进行研究后得出:相邻炮孔应力波在裂缝尖端发生反射并产生拉伸破坏作用,该作用促进了炮孔间裂缝的相互贯穿。

关键词：双炮孔成缝机理裂纹扩展应力波数值模拟

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槽孔静态胀裂破岩成缝机理探讨及参数的分析

衡阳工学院学报 1989年第2期3卷 79-82页

作者：丁德馨采矿工程系

本文运用断裂力学原理，探讨了槽孔静态胀裂破岩的成缝机理，确立了选用静态胀裂剂的准则，提出了确定钻孔间距的方法。

关键词：成缝机理岩体定向开裂胀裂剂岩石开采槽孔静态胀裂破岩断裂力学岩石开采钻孔间距

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复合型切缝药包成缝机理及数值模拟实验

高压物理学报 2012年第2期26卷 205-210页

作者：谢华刚阮怀宁吴玲丽河海大学岩土工程研究所江苏南京210098 铜陵学院土木建筑系安徽铜陵244000 铜陵天洋工业园投资有限公司安徽铜陵244000

采用爆炸力学、岩石断裂动力学对3种切缝药包进行理论分析表明,复合型切缝药包在切缝方向的剪应力是常规切缝药包的1.59倍左右;采用有限元软件ANSYS10.0/LS-DYNA对其进行数值模拟实验,通过对比3种装药结构的爆炸效果,表明复合型切缝药... 详细信息

采用爆炸力学、岩石断裂动力学对3种切缝药包进行理论分析表明,复合型切缝药包在切缝方向的剪应力是常规切缝药包的1.59倍左右;采用有限元软件ANSYS10.0/LS-DYNA对其进行数值模拟实验,通过对比3种装药结构的爆炸效果,表明复合型切缝药包在切缝方向的聚能效应最佳;通过对比复合型切缝药包切缝方向和垂直切缝方向的等效塑性应变,得出切缝方向塑性应变峰值是垂直切缝方向的2.93倍左右;通过对比远区围岩压力,得出复合型切缝药包在远区形成的爆炸压力最小,对围岩的损伤程度最小,能量利用最充分。

关键词：复合型切缝药包成缝机理 ANSYS10.0/LS-DYNA 数值模拟定向爆破

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露天矿临近边帮控制爆破岩石成缝机理的讨论

金属矿山 2002年第12期31卷 17-19页

作者：段海峰侯运炳孔令标冯述虎燕洪全杨占峰中国矿业大学包钢白云鄂博铁矿

通过预裂爆破模拟试验 ,对应力波叠加理论、爆炸气体的“气楔作用”等分别进行了验证 ,同时以爆破测震为佐证 ,从理论上否定了预裂爆破 ,并以充分的证据证明 :预裂爆破实施后 ,根本没有产生预裂缝 ,留下的半壁孔是实施主爆破时缓冲孔蓄... 详细信息

通过预裂爆破模拟试验 ,对应力波叠加理论、爆炸气体的“气楔作用”等分别进行了验证 ,同时以爆破测震为佐证 ,从理论上否定了预裂爆破 ,并以充分的证据证明 :预裂爆破实施后 ,根本没有产生预裂缝 ,留下的半壁孔是实施主爆破时缓冲孔蓄能作用的结果 ,在此研究成果的基础上 ,提出了岩石成缝机理的回弹假说 ,并据此假说提出了一种新的临近边帮控制爆破方法—蓄能爆破。回弹假说认为爆破的真正动力源是缓冲孔 ,缓冲孔爆炸后 ,邻近边帮的岩石受到压缩产生弹性变形 ,储存了弹性变形能 ,当有了足够的补偿空间后 ,岩石在惯性作用下恢复原状 ,变形能释放产生垂直于炮孔连心线上的拉伸力 ,当拉伸力大于岩石的结构力时 ,岩石产生裂缝。

关键词：露天矿成缝机理爆破机理爆炸力学清帮爆破光面爆破预裂爆破蓄能爆破

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切缝药包成缝机理及参数优化

煤炭科学技术 2001年第12期29卷 32-35页

作者：张玉明张奇白春华北京理工大学北京100081

分析了切缝药包的成缝机理 ,介绍了切缝药包的制作及装填施工工艺。根据切缝药包在现场应用中存在的问题 ,通过模型试验。

关键词：定向断裂爆破切缝药包切缝套管模型试验成缝机理装填施工工艺

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岩体爆破成缝机理的应用

爆破 1989年第4期6卷 55-63页

作者：张继春高金石杨军西安冶金建筑学院

本文首先简要地说明了岩体爆破成缝机理,然后按照这一理论经过推导,得到了岩体成缝爆破时的重要爆破参数——线装药密度的理论计算公式,并且结合石灰岩试块上的成缝爆破试验,经计算分析验证了文中推得的公式。最后以2~#岩石炸药为例,计... 详细信息

本文首先简要地说明了岩体爆破成缝机理,然后按照这一理论经过推导,得到了岩体成缝爆破时的重要爆破参数——线装药密度的理论计算公式,并且结合石灰岩试块上的成缝爆破试验,经计算分析验证了文中推得的公式。最后以2~#岩石炸药为例,计算了几种岩石成缝爆破时的线装药密度范围以及这些计算值与现有资料中实际应用值的对比分析。

关键词：岩体爆破成缝准静态压力成缝机理线装药密度