地应力作用下炮孔偏心装药时裂隙扩展规律及应力分布研究

发布时间：2022-02-24 04:55

　　光面爆破理论是基于同心不耦合装药结构的基础上建立的,而实际施工中钻机常常采取水平或倾斜向下的方式进行打孔,药卷装入炮孔后会在一侧与炮孔壁相接触,二者出现偏心效应,形成偏心不耦合装药结构。随着开挖深度的增加,地应力的作用凸显,不容忽视。所以对此情况下的偏心不耦合装药进行研究,具体内容如下:（1）由于此类装药结构的特殊性,借鉴同心不耦合装药理论,重新定义当炮孔偏心装药时炮孔壁各位置处的不耦合系数K_E,并推导出计算炮孔壁上一点处的不耦合系数理论公式,发现随偏转角度加大,不耦合系数在减小;孔径差加大时,不耦合系数也增大。在此基础上,根据爆炸应力波和爆生气体理论,考虑地应力作用的影响,遵循动量守恒定律和冲击波的传播规律,确定出了粉碎区半径,再以粉碎区半径为等效炮孔半径推导出了应力波作用下初始裂隙的计算公式;结合断裂力学,以最大周向应力理论为判据,推导出爆生气体作用下扩展裂隙的计算公式。（2）选取2号岩石乳化炸药和3类常见岩石,可以得到各自在偏心不耦合装药下的初始裂隙范围。分析发现地应力的存在是限制裂隙扩展的重要因素,而初始裂隙的长度是由不耦合系数和地应力共同决定的;随着地应... 

【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容和技术路线
2 偏心不耦合装药裂隙长度计算
    2.1 偏心不耦合装药结构
    2.2 偏心不耦合装药不耦合系数的确定
    2.3 裂隙长度计算公式的确定
    2.4 本章小结
3 炮孔偏心装药下的裂隙分布情况
    3.1 岩石的断裂韧度
    3.2 裂隙长度计算
    3.3 地应力对岩石裂隙分布的影响
    3.4 不同地应力下岩石偏心不耦合装药的裂隙分布
    3.5 特殊情况下岩石裂隙分布规律
    3.6 本章小结
4 偏心不耦合装药下的数值模拟研究
    4.1 ANSYS/LS-DYNA有限元软件的基本介绍
    4.2 数值模型的前处理
    4.3 模拟计算的后处理
    4.4 不同地应力偏心装药下裂隙扩展的效果
    4.5 本章小结
5 不同介质下炮孔周边的应力状态
    5.1 水介质下岩石中的应力峰值
    5.2 水介质的材料模型
    5.3 应力分布情况
    5.4 结果分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望与不足
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击荷载作用下灰砂岩破坏过程及损伤数值模拟研究[J]. 张明涛,王伟,张思怡,刘亚男.  爆破. 2020(01)
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硕士论文
[1]偏心不耦合装药爆破损伤及裂纹扩展规律研究[D]. 兰永强.西南交通大学 2019
[2]高地温环境下全长粘结式锚杆粘结机理分析[D]. 张桂斌.西南交通大学 2018



本文编号：3642020