静态破裂剂作用下素混凝土定向破裂研究

发布时间：2017-08-30 01:22

  本文关键词：静态破裂剂作用下素混凝土定向破裂研究

  更多相关文章： 静态破碎剂 薄板 对开圆筒 空孔 混凝土试块

【摘要】：静态爆破技术作为爆破技术的一项重要的补充和发展,能提供一个无噪音、无震动、无飞石粉尘的条件的同时起到爆破的作用。其使用药剂为静态破碎剂,是一种高膨胀性无机材料,通过发生水化反应产生体积膨胀将脆性被破碎物胀裂,以达到破碎效果。在混凝土建筑物破碎、石材的开采与切割、岩石开挖等工程,特别是在局部破碎工程中应用广泛。论文在总结国内外研究现状的基础上,依据相关力学知识对静态破碎剂破碎原理进行了理论分析,通过设计试验测试了静态破碎剂产生的膨胀压,掌握破碎剂反应的全过程,发现在试验中释放大量热量,在较短的一段时间内膨胀压快速增长,以致发生了喷孔现象。设计试验采用在孔内置入异性材料或预留空孔的方式来控制裂纹的方向：1.对不同导向方式的150mm×150mm×150mm混凝土进行静态破碎试验分析发现,试块孔内放置薄板时,木板起不到导向作用,而钢板有一定的导向作用；试块孔内加设对开圆筒时,钢管较PVC管导向作用明显,裂缝只沿钢管开口处发展,试块呈“一”字型破碎,与钢板相比还能起到保护围岩的作用；2.在600mm×500mm×400mm多孔试块上讨论不同孔径、孔距的空孔对装药孔破碎裂纹的导向作用,发现裂缝总是沿填充孔与空孔连线方向发展,预留空孔的孔径对裂缝方向影响不大,起决定作用的是空孔的距离,相较无空孔试块,裂缝产生具有可预见性。最后在试验的基础上,运用ANSYS在预留空孔条件下混凝土的应力场与位移场进行了数值模拟,得出：1.单孔条件下,孔四周出现的应力场分布均匀对称,产生的位移场同样均匀对称分布。2.三孔双孔装药情况下,最大拉应力出现在两边孔的周围,在中间孔两端存在应力增大,可见孔中心连线上的混凝土所受拉应力较大,会沿着该方向发生破碎。3.五孔单孔装药情况下,最大拉应力在装药孔的四周,在距离较短的上下两孔的连线上拉应力较大,与试验破碎情况一致。在孔连线位置多出现压应力较小的区域。数值模拟得到的结果与试验结果基本一致,发现在填充孔与空孔连线上应力较大,裂缝在此处产生的可能性最大。
【关键词】：静态破碎剂 薄板 对开圆筒 空孔 混凝土试块
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景及意义12-14
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究意义13-14
• 1.2 国内外静态破碎剂的研究与应用现状14-16
• 1.2.1 国外静态破碎剂的研究与应用现状14-15
• 1.2.2 国内静态破碎剂的研究与应用现状15-16
• 1.3 静态破碎技术存在的问题16
• 1.4 课题研究内容及方法16-18
• 1.4.1 研究的主要内容16-17
• 1.4.2 研究方法17
• 1.4.3 研究路线17-18
• 2 静态破碎剂的破碎机理分析18-34
• 2.1 静态破碎剂的作用原理18-19
• 2.2 静态破碎剂的破碎原理19-26
• 2.2.1 单孔破碎研究19-24
• 2.2.2 多孔破碎研究24-26
• 2.2.3 单孔多自由面破碎研究26
• 2.3 裂缝孔破坏力学分析26-31
• 2.4 静态破碎剂膨胀压力的影响因素31-33
• 2.5 小结33-34
• 3 裂缝导向方式及原理分析34-37
• 3.1 刻槽孔34-35
• 3.2 孔内放置异性材料隔离物35-36
• 3.3 空孔36-37
• 4 静态破碎剂膨胀压力测试试验37-42
• 4.1 膨胀压力测试原理及试验装置37-39
• 4.1.1 测试原理37
• 4.1.2 试验装置37-39
• 4.2 膨胀压力测试曲线及结果分析39-42
• 4.2.1 膨胀压测试曲线39-41
• 4.2.2 膨胀压力测试结果及分析41-42
• 5 混凝土试块静态破碎试验42-72
• 5.1 混凝土破碎试验设置42-46
• 5.1.1 试验模型设计原则42
• 5.1.2 试验设置42-46
• 5.2 单孔试块破碎试验46-59
• 5.2.1 无装置试块开裂试验46-49
• 5.2.2 孔内置薄板试块开裂试验49-53
• 5.2.3 孔内置对开圆筒试块开裂试验53-59
• 5.2.4 单孔破碎试验综合分析59
• 5.3 存在空孔的多孔试块破碎试验59-71
• 5.3.1 孔装药试块破碎试验及结果分析59-65
• 5.3.2 单孔装药试块破碎试验及结果分析65-70
• 5.3.3 多孔破碎试验综合分析70-71
• 5.4 小结71-72
• 6 多孔破碎数值模拟72-77
• 6.1 单元选取和参数设置72
• 6.2 建立模型72-73
• 6.3 模拟结果73-75
• 6.4 模拟结果分析75
• 6.5 本章小结75-77
• 7 结论与展望77-79
• 7.1 结论77
• 7.2 展望77-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 作者简介83

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 傅翘英;静态破碎剂的工程实践[J];工业建筑;1985年11期

2 ;石灰静态破碎剂[J];浙江水利科技;1985年04期

3 蒋之峰;;日本对静态破碎剂的研究[J];爆破器材;1985年03期

4 张跃凯;姜立仁;陈友民;;石灰静态破碎剂[J];建筑工人;1986年07期

5 江川常次郎;王桂林;;静态破碎法的现状及其未来[J];国外采矿技术快报;1986年06期

6 刘培德;李国超;薛彭寿;国迂贤;;快速静态破碎剂的研制[J];爆破器材;1986年05期

7 胡能钦;静态破碎剂的应用与发展前景[J];长沙矿山研究院季刊;1987年03期

8 入江正幸,袁汉春;静态破碎和静态破碎剂[J];中州煤炭;1987年04期

9 李晓阳;夏常青;;关于静态破碎剂喷口现象的探讨[J];爆破器材;1987年02期

10 刘清荣;巴惠鹏;陈宝心;房泽法;蒋进军;吴剑锋;;静态破碎剂研究现状与展望——献给静态破碎剂问世十周年[J];爆破;1990年01期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 许永胜;李红杰;许凤秀;魏伴云;;颗粒状快速静态破碎剂研究[A];湖北省爆破学会第六届学术会议论文集[C];2001年

2 许宁;;新型静态破碎剂试验研究[A];第四届全国岩石破碎学术讨论会论文集[C];1989年

3 闫军;易建政;崔海萍;;静态破碎剂研究进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（9）[C];2007年

4 桂良玉;杨仁树;王承源;;静态破碎剂在综采过断层中的应用[A];矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集（上册）[C];2009年

5 李红杰;许永胜;魏伴云;;颗粒状静态破碎剂的膨胀压力测试[A];湖北省爆破学会第六届学术会议论文集[C];2001年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 李康;静态破裂剂作用下素混凝土定向破裂研究[D];安徽理工大学;2016年

2 孙立新;静态破碎剂的研制及应用[D];西安建筑科技大学;2005年

3 倪红娟;影响静态破碎剂性能的因素模型试验研究[D];安徽理工大学;2013年

4 李鹏;本地化静态破碎剂的研制及破岩机理初探[D];湖北民族学院;2012年

5 谭毅;静态破碎剂在回采工作面端头悬顶处理中的应用与研究[D];太原理工大学;2012年

6 桂良玉;静态破碎剂破岩机理试验研究[D];中国矿业大学（北京）;2008年

7 汪智勇;静态破碎剂的组成对其性能的影响研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2008年

8 张承超;SCA加载介质力学特性及膨胀压力测试[D];河北工程大学;2013年

，

本文编号：756494