联合布孔露天台阶爆破数值模拟研究
发布时间:2020-05-09 16:14
【摘要】:露天台阶爆破中常遇到复杂地质条件,针对“上硬下软”岩层条件下,运用联合布孔(即相邻炮孔孔深不一致)方式对“上硬下软”地质条件的岩层进行爆破。本文基于制作“上硬下软”岩性的混凝土模型,下层采用C30混凝土灌注,上层采用C40混凝土灌注,分别测定其力学参数,主要研究内容如下:在联合布孔方式下利用高速摄影仪技术,观察相邻炮孔孔深比不同的混凝土模型爆破瞬时裂缝延展过程,观察其裂纹扩展规律;并对其产生的块度进行分析,研究其爆破效果;在联合布孔方式下利用超动态应变仪测试系统,对相邻炮孔孔深比不同的混凝土模型测试,分析爆破瞬间应变规律。主要研究结果如下:(1)运用高速摄影仪观察爆破瞬间裂纹扩展,主裂纹呈“大”字行,首先分层处出现横向裂纹,上层混凝土中间出现纵向裂纹,下层混凝土出现与横向裂纹呈50度夹角的斜向裂纹,次生裂纹围绕主裂纹扩展,抛掷过程中又相继出现许多不规则裂纹。(2)运用超动态应变仪测试爆破瞬间混凝土应变规律,在每个模型同一位置布置测点,应变规律曲线一致,在20ms处出现压应变峰值,31ms处出现拉应变峰值,87ms处出现小波峰,应变峰值有差别。应变规律和数值模拟应变规律相似,时间变化几乎一致。(3)用ANSYS/LS-DYNA软件,运用流固耦合算法,设定力学参数,建立混凝土数值模型,采用联合布孔方式,混凝土爆破,观测其应力、应变规律;相邻炮孔孔深比为0.4时,浅孔爆破形成的自由面对深孔爆破具有导向作用;相邻炮孔孔深比为0.5时,深孔爆破产生的应力集中在中间孔;相邻炮孔孔深比为0.6时,浅孔爆破形成的自由面对深孔爆破产生的应力分布无影响,应力不聚集。数值模拟应变规律和所测应变应变规律相似,时间变化几乎一致。(4)比较各组模型爆破效果,在“上硬下软”条件下采用联合布孔方式是可行的,能够将岩石爆破下来,炸药充分利用,相邻炮孔孔深比为0.6时,大块率最低,爆破效果最好。
【图文】:
而 研究混凝土在爆破载荷作用下的动态响应过程,而且此过程与室内实验结果进行分析比对,可以提供部分混凝土在爆炸载荷作用时的多项力学参数。ChengqingWu 等[19]通过利用对混凝材料加载地震波和冲击波的方式,分析混凝土体的结构在地震波和冲击波作用下的破坏情况。AlexM.Remennikov[20]等通过使用 AuToDYNA 软件来模拟临近(构)建筑物受到爆炸载荷的影响情况,并且确定了增强系数。郝海明[21]通过使用 ANSYS/LS-DYNA 软件来模拟混凝土块使用炸药爆炸的情况,,得出结论即应力波会伴随传播距离的增大,导致应力波衰减速度会逐渐变缓;爆破冲击载荷会对混凝土产生压缩作用,继而在波的拉伸作用下,混凝土块会发生破裂。1.2.4 爆炸应力波作用下混凝土介质的压缩和拉伸损伤断裂波是介质本身当中的质点受到干扰产生扰动的传播而非本身产生位移的运动。波在不同介质中传播会产生不一样的波形,因介质各异。体波分为纵波和横波,主要在介质内部传播;面波分为勒夫波和瑞利波,大部分存在介质表面和介质不连续面。体波和面波都属于弹性波[22,23]。
硕士论文 联合布孔露天台阶爆破数究内容及技术路线究内容应用现有爆破理论结合数值模拟及现场模拟实验,对“上硬下软”地质条布孔技术的爆破作用机理以及在工程中的应用展开研究。论文的主要研内容一:建立相似试验系统,并取得混凝土力学参数特性;内容二:运用数值模拟及设备,分析裂纹扩展规律、爆破效果及应变规律术路线
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TD235
本文编号:2656397
【图文】:
而 研究混凝土在爆破载荷作用下的动态响应过程,而且此过程与室内实验结果进行分析比对,可以提供部分混凝土在爆炸载荷作用时的多项力学参数。ChengqingWu 等[19]通过利用对混凝材料加载地震波和冲击波的方式,分析混凝土体的结构在地震波和冲击波作用下的破坏情况。AlexM.Remennikov[20]等通过使用 AuToDYNA 软件来模拟临近(构)建筑物受到爆炸载荷的影响情况,并且确定了增强系数。郝海明[21]通过使用 ANSYS/LS-DYNA 软件来模拟混凝土块使用炸药爆炸的情况,,得出结论即应力波会伴随传播距离的增大,导致应力波衰减速度会逐渐变缓;爆破冲击载荷会对混凝土产生压缩作用,继而在波的拉伸作用下,混凝土块会发生破裂。1.2.4 爆炸应力波作用下混凝土介质的压缩和拉伸损伤断裂波是介质本身当中的质点受到干扰产生扰动的传播而非本身产生位移的运动。波在不同介质中传播会产生不一样的波形,因介质各异。体波分为纵波和横波,主要在介质内部传播;面波分为勒夫波和瑞利波,大部分存在介质表面和介质不连续面。体波和面波都属于弹性波[22,23]。
硕士论文 联合布孔露天台阶爆破数究内容及技术路线究内容应用现有爆破理论结合数值模拟及现场模拟实验,对“上硬下软”地质条布孔技术的爆破作用机理以及在工程中的应用展开研究。论文的主要研内容一:建立相似试验系统,并取得混凝土力学参数特性;内容二:运用数值模拟及设备,分析裂纹扩展规律、爆破效果及应变规律术路线
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TD235
【参考文献】
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本文编号:2656397
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