群孔微差爆破的地表振动波形预测及其影响因素分析
发布时间：2021-06-24 18:50
群孔微差爆破是目前控制爆破中最常用的施工方法之一,大量运用在基坑开挖、水利水电项目、露天矿物开采和公路铁路等工程中。为保证工程爆破的安全性,需在爆破前预测其引起的地表振动效应,但目前的地表振动波形预测方法存在复杂性、费时性、准确性不足和不易操作性等缺点,不适合运用在实际工程中。为了改善地表振动波形预测中的上述不足,并实现对振动波形的控制,本文建立了一种新的群孔微差爆破地表振动波形预测方法,即振动波形函数预测法,并借此振动波形函数和数值模拟软件LS-DYNA分析了地表振动波形的影响因素,为振动波形控制提供依据。为了实现群孔微差爆破的地表振动波形预测,推导出群孔微差爆破的地表振动波形函数。本文在Hoop点源理论位移解的基础上,结合球形药包的震源强度函数,推导出弹性介质中球形药包的地表振动波形函数;再根据实际介质中球形药包的地表波形振动特性,构造出实际岩石介质中球形药包的地表振动波形函数,并利用工程实测数据验证了其正确性;然后,将单孔柱状药包划分为一系列等效球形药包的叠加,通过叠加法推导出单孔柱状药包的地表振动波形函数;接着,利用Blair的非线性叠加理论,将一系列单孔柱状药包叠加为群孔柱状...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
17第2章球形药包的地表振动波形函数由于群孔微差爆破和单孔柱状药包的爆破模型都较为复杂，较难转化为相应的力学模型进行分析，而球形药包的几何构造特殊，其爆破过程极易转化成对应的力学模型，故选择相对更为简单的球形药包作为突破点，再采用叠加法分析单孔柱状药包和群孔微差爆破。因此，本章的主要内容是推导出球形药包的地表振动波形函数。首先，利用等效空穴理论将球形药包的爆破转化为对应的力学模型，再以Hoop点源理论为基础，推导出弹性介质中球形药包的地表振动波形函数，在此基础上，根据球形药包振动波在实际介质中的地表振动特征，构造出实际岩石介质中球形药包的地表振动波形函数。2.1弹性介质中地表振动波形函数在均匀、各向同性的弹性半空间介质中，地表以下深h处有一个半径为er的球形药包（其中ehr，此时爆破范围达不到自由面），如图2.1。图中B点为地表上的任意质点，R为球形药包到B点的直线距离，r为球形药包到B点的水平距离。球形药包爆破后形成的冲击波会引起地表质点的振动，本节的目的即为地表任意质点B的振动波形函数。图2.1半空间下的球形药包2.1.1计算模型的简化对于这种装药深度较大、破坏范围达不到地表岩石的内部作用药包，在岩石
（a）岩石的破碎分区图 （b）等效球腔压力源 图 2.2 球形药包模型简化图 综上所述，半空间内球形药包的爆破可等效为半空间内一个半径为 a 、内压力为 p t 的球腔压力源的作用，如图 2.3 所示。其中，弹性介质的密度为 ，弹性模量为 E，泊松比为 。地表位于 z 0 平面上，球形药包位于 z 轴上，地表上质点 B 到坐标原点的距离为 r ，到球腔中心的距离为 R ，压力源 p t 在t 0 时开始作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中间起爆柱状药包爆炸应力应变场演化规律[J]. 杨仁树,郭洋,李清,许鹏,陈程,方士正. 煤炭学报. 2019(11)
[2]隧道爆破现场高速图像采集与精确控制爆破参数研究[J]. 龚敏,吴昊骏. 爆炸与冲击. 2019(05)
[3]起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响的离散元分析[J]. 冷振东,刘亮,周旺潇,周桂松,杜华善. 爆破. 2018(02)
[4]基于Matlab和BP神经网络的爆破振动预测系统[J]. 施建俊,李庆亚,张琪,卫星,王辉. 爆炸与冲击. 2017(06)
[5]露天矿采空区爆破合理孔底填塞长度与起爆位置确定[J]. 宋子岭,杨星辰,范军富,祁文辉. 安全与环境学报. 2017(05)
[6]微差时间及柱状装药特征对爆破振动效应影响研究[J]. 陈士海,胡帅伟,初少凤. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[7]深基坑减震孔降震效果试验和数值模拟研究[J]. 孙崔源,薛里,刘世波,孟海利,付天杰. 兵工学报. 2017(S1)
[8]严寒条件下岩体开挖爆破振动安全控制特性研究[J]. 胡英国,吴新霞,赵根,李鹏,孙鹏举. 岩土工程学报. 2017(11)
[9]基于数值模拟的土中爆破振动速度预测方法研究[J]. 魏连雨,董立颖,李慧,冯雷. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(04)
[10]基于HHT能量谱的高精度雷管短微差爆破降振效果分析[J]. 邱贤阳,史秀志,周健,黄丹,陈新. 爆炸与冲击. 2017(01)
博士论文
[1]深孔台阶爆破近区振动效应的试验研究[D]. 韩亮.中国矿业大学(北京) 2016
[2]台阶爆破振动效应非线性预测方法研究及应用[D]. 雷振.中国矿业大学(北京) 2015
[3]逐孔起爆技术应用基础研究[D]. 付天光.辽宁工程技术大学 2010
硕士论文
[1]穿岩洞矿采场爆破振动传播规律及预测研究[D]. 高正华.贵州大学 2019
[2]自由面对爆破振动效应影响的时频分析[D]. 徐荣文.长沙理工大学 2016
[3]红岭铅锌矿爆破振动信号分析及振动预测[D]. 程镇.东北大学 2015
[4]露天台阶爆破震动衰减规律的试验研究[D]. 郭浩.辽宁科技大学 2015
[5]起爆体位置对台阶爆破效果影响研究[D]. 于灯凯.东北大学 2014
[6]自由面对爆破振动的影响研究[D]. 梁雪松.东北大学 2013
本文编号：3247645
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
17第2章球形药包的地表振动波形函数由于群孔微差爆破和单孔柱状药包的爆破模型都较为复杂，较难转化为相应的力学模型进行分析，而球形药包的几何构造特殊，其爆破过程极易转化成对应的力学模型，故选择相对更为简单的球形药包作为突破点，再采用叠加法分析单孔柱状药包和群孔微差爆破。因此，本章的主要内容是推导出球形药包的地表振动波形函数。首先，利用等效空穴理论将球形药包的爆破转化为对应的力学模型，再以Hoop点源理论为基础，推导出弹性介质中球形药包的地表振动波形函数，在此基础上，根据球形药包振动波在实际介质中的地表振动特征，构造出实际岩石介质中球形药包的地表振动波形函数。2.1弹性介质中地表振动波形函数在均匀、各向同性的弹性半空间介质中，地表以下深h处有一个半径为er的球形药包（其中ehr，此时爆破范围达不到自由面），如图2.1。图中B点为地表上的任意质点，R为球形药包到B点的直线距离，r为球形药包到B点的水平距离。球形药包爆破后形成的冲击波会引起地表质点的振动，本节的目的即为地表任意质点B的振动波形函数。图2.1半空间下的球形药包2.1.1计算模型的简化对于这种装药深度较大、破坏范围达不到地表岩石的内部作用药包，在岩石
（a）岩石的破碎分区图 （b）等效球腔压力源 图 2.2 球形药包模型简化图 综上所述，半空间内球形药包的爆破可等效为半空间内一个半径为 a 、内压力为 p t 的球腔压力源的作用，如图 2.3 所示。其中，弹性介质的密度为 ，弹性模量为 E，泊松比为 。地表位于 z 0 平面上，球形药包位于 z 轴上，地表上质点 B 到坐标原点的距离为 r ，到球腔中心的距离为 R ，压力源 p t 在t 0 时开始作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中间起爆柱状药包爆炸应力应变场演化规律[J]. 杨仁树,郭洋,李清,许鹏,陈程,方士正. 煤炭学报. 2019(11)
[2]隧道爆破现场高速图像采集与精确控制爆破参数研究[J]. 龚敏,吴昊骏. 爆炸与冲击. 2019(05)
[3]起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响的离散元分析[J]. 冷振东,刘亮,周旺潇,周桂松,杜华善. 爆破. 2018(02)
[4]基于Matlab和BP神经网络的爆破振动预测系统[J]. 施建俊,李庆亚,张琪,卫星,王辉. 爆炸与冲击. 2017(06)
[5]露天矿采空区爆破合理孔底填塞长度与起爆位置确定[J]. 宋子岭,杨星辰,范军富,祁文辉. 安全与环境学报. 2017(05)
[6]微差时间及柱状装药特征对爆破振动效应影响研究[J]. 陈士海,胡帅伟,初少凤. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[7]深基坑减震孔降震效果试验和数值模拟研究[J]. 孙崔源,薛里,刘世波,孟海利,付天杰. 兵工学报. 2017(S1)
[8]严寒条件下岩体开挖爆破振动安全控制特性研究[J]. 胡英国,吴新霞,赵根,李鹏,孙鹏举. 岩土工程学报. 2017(11)
[9]基于数值模拟的土中爆破振动速度预测方法研究[J]. 魏连雨,董立颖,李慧,冯雷. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(04)
[10]基于HHT能量谱的高精度雷管短微差爆破降振效果分析[J]. 邱贤阳,史秀志,周健,黄丹,陈新. 爆炸与冲击. 2017(01)
博士论文
[1]深孔台阶爆破近区振动效应的试验研究[D]. 韩亮.中国矿业大学(北京) 2016
[2]台阶爆破振动效应非线性预测方法研究及应用[D]. 雷振.中国矿业大学(北京) 2015
[3]逐孔起爆技术应用基础研究[D]. 付天光.辽宁工程技术大学 2010
硕士论文
[1]穿岩洞矿采场爆破振动传播规律及预测研究[D]. 高正华.贵州大学 2019
[2]自由面对爆破振动效应影响的时频分析[D]. 徐荣文.长沙理工大学 2016
[3]红岭铅锌矿爆破振动信号分析及振动预测[D]. 程镇.东北大学 2015
[4]露天台阶爆破震动衰减规律的试验研究[D]. 郭浩.辽宁科技大学 2015
[5]起爆体位置对台阶爆破效果影响研究[D]. 于灯凯.东北大学 2014
[6]自由面对爆破振动的影响研究[D]. 梁雪松.东北大学 2013
本文编号：3247645
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