水介质对预裂爆破效果影响的试验研究

发布时间：2020-05-29 04:04

【摘要】：预裂爆破技术无论在矿山边坡保护、机电峒室的开挖,还是在道路桥梁建设,都起到十分重要的作用。然后在这些工程爆破受到自然降水、地下岩层渗水和地表水等因素的影响,经常出现大量含水炮孔,并且每一个炮孔中水量千差万别,严重影响到预裂爆破效果,甚至对保留体产生严重的破坏。主要从水介质和空气介质预裂爆破的理论分析、数值模拟分析、相似模型试验、现场试验四个方面进行研究了炮孔中水量的不同对预裂装药爆破效果的影响。(1)根据空气和水的不同物理特性,从理论上对空气和水不耦合装药爆破的进行分析,得出炸药爆炸产生的冲击波和高压爆生气体在空气介质和水介质中的传播规律、炮孔孔壁的初始压应力、炮孔壁的准静态压应力以及两种不同介质下裂纹的扩展过程。使用同一种炸药,进行计算两种介质不耦合装药爆破炮孔壁初始压力和准静态应力,得出水介质产生的炮孔壁压力和准静态压应力均大于空气。(2)使用ANSYS/LS-DYNA非线性分析软件,建立五种不同水量的不耦合装药爆破的数值分析模型,分析不同水量条件下炮孔壁压力、有效应力、炮孔连心线上第一和第三主应力,此外分析空气和水混合炮孔中含水部分与空气部分应力的变化。得出水量不同对预裂爆破效果产生的影响。(3)采用相似模型试验,根据几何相似原理制作水泥砂浆试件,在试件中依次加入设计水量进行试验爆破,分析预裂爆破时,炮孔中水量不同对半壁孔效果和预裂面平整度的影响。爆破后对水泥砂浆试件进行取芯加工,然后对加工过的试件进行声波的测试,分析爆破后试件的声波波速降低率,并以此计算炮孔周围水泥砂浆的损伤范围。声波测试结束后,对试件做抗压试验,分析不同水量预裂爆破对保留岩体强度的影响。(4)结合数值模拟和相似模型试验,进行不同水量预裂爆破工业试验;试验结束以后,对半壁孔率和预裂面平整度等因素进行统计和分析。试验结果表明,炮孔中水量越多,预裂面平整度越差,半壁孔率越低。
【图文】：

技术路线图

云图,爆破应力,不耦合装药,炮孔

（c）50%水量炮孔不耦合装药爆破应力云图（d）75%水量炮孔不耦合装药爆破应力云图（e） 100%水量炮孔不耦合装药爆破应力云图图 3.2 不同水量下不耦合装药爆破应力云图（30μs）Fig. 3.2 Blasting stress nephogram of uncoupled charge under different water content从图 3.2 的应力云图可知：在相同装药结构情况下，，不耦合介质为空气时孔
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD235

【参考文献】