不同地应力下节理倾角对地下厂房岩体光爆面形成的影响研究
本文选题:光面爆破 + 节理倾角 ; 参考:《武汉理工大学》2015年硕士论文
【摘要】:在国内外隧道开挖过程中,95%以上隧道工程采用钻爆施工技术。随着隧道施工技术工艺的提高,除了能够保证施工质量、降低事故发生的安全要求之外,对岩石爆破成型效果有着更高的要求。影响爆破成型效果最为显著的因素是爆破施工岩体中中的节理裂隙、软弱夹层等结构面,因此对节理裂隙岩体中光面爆破成型效果的影响因素的研究具有深远的科研和工程指导意义。本文依托国家自然科学基金资助项目“深部高地应力下岩体动力特性与爆炸应力波传播规律研究”和重大工程科研项目“深埋特大地下洞室岩体动力特性与开挖施工关键技术研究”,通过研究光面爆破理论,分析岩石结构面特性及其对光爆面形成的影响,结合白鹤滩水电站地下厂房现场爆破资料,利用动力有限元数值模拟方法对不同节理倾角和围岩地应力条件等工况下爆破成缝过程进行研究。论文主要探讨和研究以下内容:(1)研究光面爆破技术理论和光爆作用机理,分析影响光爆面成型效果的主要技术参数。以这些参数为出发点,对开挖能否实现理想光面爆破面进行论证和质量评价。(2)探讨岩石节理结构面的特性和岩石爆破破坏理论。从爆炸应力波的传播特点找到影响光爆面平整度的主要因素,研究节理面特性对爆炸应力波的传播的影响和结构面产状对光爆成型效果的影响作用。(3)以白鹤滩水电站地下厂房开挖为工程背景,根据光面爆破施工工艺,选取爆破岩体材料本构模型、张拉破坏判据、等效加载方法,使用动力有限元分析方法,设置节理的存在与否、节理倾角和实际工程情况下不同初始地应力量级和侧压力系数等工况,模拟节理岩体在爆炸荷载作用下的破坏状态,研究和分析节理倾角能够改变光爆成缝方向,在炮孔连心线上的裂缝能否贯通起着决定性作用;围岩地应力的改变对光爆面形成范围和光爆成型效果起着重要的影响作用。
[Abstract]:Drilling and blasting construction technology is used in more than 95% of tunnel projects in the process of tunnel excavation at home and abroad. With the improvement of tunnel construction technology, in addition to ensuring the construction quality and reducing the safety requirements of accidents, there is a higher requirement for rock blasting forming effect. The most significant factors affecting the formation effect of blasting are the structural planes such as joints and cracks, weak intercalations and so on, which are used in blasting construction of rock mass. Therefore, it is of great significance to study the factors influencing the formation effect of smooth blasting in jointed fractured rock mass. This paper relies on the project "study on dynamic characteristics of rock mass and propagation law of explosive stress wave under deep and high ground stress" supported by the National Natural Science Foundation of China, and the important project of "dynamic characteristics and excavation of rock mass in deep buried large underground cavern". Research on key Construction techniques ", By studying the theory of smooth blasting, the characteristics of rock structure plane and its influence on the formation of smooth blasting surface are analyzed, and the field blasting data of underground powerhouse of Baihetan Hydropower Station are combined. The dynamic finite element numerical simulation method is used to study the blasting jointing process under different joint inclination and surrounding rock stress conditions. This paper mainly discusses and studies the following contents: (1) to study the theory of smooth blasting technology and the mechanism of smooth blasting, and to analyze the main technical parameters that affect the forming effect of smooth blasting surface. Taking these parameters as the starting point, this paper discusses the characteristics of rock joint structural plane and the theory of rock blasting failure. Based on the propagation characteristics of explosive stress wave, the main factors affecting the smoothness of photoexplosive surface are found. The influence of joint characteristics on the propagation of explosive stress wave and the effect of the occurrence of structural surface on the effect of photoexplosive forming are studied. Based on the excavation of underground powerhouse of Baihetan Hydropower Station as the engineering background, according to the construction technology of smooth blasting, The constitutive model of blasting rock mass material, the tensile failure criterion, the equivalent loading method and the dynamic finite element analysis method are selected. The fracture state of jointed rock mass under explosion load is simulated under different initial geostress magnitude and lateral pressure coefficient under the condition of joint inclination and actual engineering. The joint dip angle can change the direction of photoexplosive joint formation. The fracture in the connection line of the hole plays a decisive role, and the change of the ground stress of surrounding rock plays an important role in the formation range of the photoexplosive surface and the effect of the photoexplosive forming.
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U455.6
【参考文献】
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,本文编号:1919956
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