爆炸荷载作用下含多裂隙类岩石介质的动态响应试验研究
发布时间：2021-01-15 14:28
在隧道爆破施工中,围岩中往往存在节理、裂隙等缺陷,当岩体结构面与设计轮廓线斜交时,经常产生超欠挖现象,严重影响隧道爆破效果及稳定性。本文采用动焦散线试验,模拟隧道周边孔爆破和单孔爆破条件,各设计4种试验模型,分析预制裂隙不同倾斜角度、不同间距对爆炸应力波和爆生气体作用的影响;研究试样最终的爆破效果及裂纹尖端动态参数,主要包括:衍生裂纹起裂角度、裂纹扩展速度、裂纹尖端应力强度因子和动态能量释放率等变化规律,总结爆炸应力波和爆生气体作用下裂纹的动态响应;对实际爆破工程中减少超挖和欠挖现象进行指导。本文主要研究结论如下:（1）裂纹扩展前期,预制裂隙主要受到爆炸应力波作用,介质往往表现为脆性,动态参数整体呈先增大后减小的变化趋势,且裂纹尖端动态参数峰值大于爆生气体作用下裂纹尖端动态参数。爆生气体主要作用于裂纹扩展后期,在其准静压作用下,裂纹二次扩展。在爆生气体作用下,介质表现为准脆性,且裂纹尖端动态参数呈振荡式变化。（2）根据裂纹的二次扩展及爆炸荷载作用时间来简单区分爆炸应力波与爆生气体主导作用。在裂纹二次扩展前一段时间,裂纹焦散斑只发生面积的改变,位置变化不大,即未发生扩展,且裂纹二次扩展时...
【文章来源】： 李国良 吉林大学
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
岩石爆破分区示意图
第3章爆炸荷载作用下裂纹扩展试验研究233.2试验系统本试验在中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室进行，系统光路设置如图3-2所示[100]。试验主要包括多脉冲点火器、激光光源（输出功率为0~200mW）、场镜、高速摄像机、控制器和电脑等[101]。该试验系统拥有操作简单，相机帧数大、信息多，结果误差小且易于处理等优势，可以有效应用于爆破致裂问题。本次试验受试件尺寸、视场大小等因素影响，单条预制裂隙试件的相机拍摄速度设置分别为100000帧及87500帧（照片采集时间差分别为10μs及11.4μs），多条预制裂隙试件的相机拍摄速度设置分别为100000症87500症65100帧及75000帧（照片采集时间差分别为10μs、11.4μs、15.4μs及13.3μs），快门速度为1μs，泵浦激光器的功率为60mW。图3-3所示为系统照片。图3-2透射式焦散线试验系统光路图图3-3新型数字激光动焦散线试验系统
第3章爆炸荷载作用下裂纹扩展试验研究233.2试验系统本试验在中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室进行，系统光路设置如图3-2所示[100]。试验主要包括多脉冲点火器、激光光源（输出功率为0~200mW）、场镜、高速摄像机、控制器和电脑等[101]。该试验系统拥有操作简单，相机帧数大、信息多，结果误差小且易于处理等优势，可以有效应用于爆破致裂问题。本次试验受试件尺寸、视场大小等因素影响，单条预制裂隙试件的相机拍摄速度设置分别为100000帧及87500帧（照片采集时间差分别为10μs及11.4μs），多条预制裂隙试件的相机拍摄速度设置分别为100000症87500症65100帧及75000帧（照片采集时间差分别为10μs、11.4μs、15.4μs及13.3μs），快门速度为1μs，泵浦激光器的功率为60mW。图3-3所示为系统照片。图3-2透射式焦散线试验系统光路图图3-3新型数字激光动焦散线试验系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同角度预制裂隙条件下双孔爆破裂纹扩展规律[J]. 沈世伟,李国良,李冬,廖文旺,徐燕. 煤炭学报. 2019(10)
[2]不同节理间距条件下岩体双孔爆破动焦散试验研究[J]. 沈世伟,廖文旺,徐燕,李冬. 煤炭学报. 2018(08)
[3]定向断裂双孔爆破含缺陷介质裂纹扩展的动焦散试验[J]. 王雁冰,商禹智,石震鑫,田秋实,王恒攀,张显裕. 爆破. 2018(01)
[4]爆炸应力波作用下动、静裂纹相互作用的实验研究[J]. 杨仁树,左进京,杨立云,李炜煜,余贤涛. 爆炸与冲击. 2017(06)
[5]不同药量的切缝药包双孔爆破裂纹扩展规律试验[J]. 李清,于强,朱各勇,韦贵华,徐顺成. 岩石力学与工程学报. 2017(09)
[6]爆炸载荷作用下相向裂纹扩展行为的实验研究[J]. 杨仁树,左进京,岳中文,方士正,陈帅志. 煤炭学报. 2017(05)
[7]爆炸应力波与爆生气体对被爆介质作用效应研究[J]. 杨仁树,丁晨曦,王雁冰,陈程. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[8]双孔爆炸应力波作用下缺陷介质裂纹扩展的动焦散试验[J]. 王雁冰,杨仁树,丁晨曦,陈程,左进京. 煤炭学报. 2016(07)
[9]缺陷介质切槽爆破断裂行为的动焦散线实验[J]. 杨仁树,许鹏,杨立云,陈程. 爆炸与冲击. 2016(02)
[10]定向断裂双孔爆破裂纹扩展的动态行为[J]. 杨仁树,王雁冰,岳中文,刘国庆. 爆炸与冲击. 2013(06)
博士论文
[1]爆炸应力波与含结构面岩体的相互作用及裂纹扩展研究[D]. 许鹏.中国矿业大学(北京) 2017
[2]爆炸的动静作用破岩与动态裂纹扩展机理研究[D]. 王雁冰.中国矿业大学(北京) 2016
[3]爆炸致裂的岩石动态力学行为与断裂控制试验研究[D]. 李清.中国矿业大学（北京） 2009
硕士论文
[1]基于应力波传播理论的齿轮动应力分析[D]. 陈乾堂.西北工业大学 2006
本文编号：2979030
【文章来源】： 李国良 吉林大学
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
岩石爆破分区示意图
第3章爆炸荷载作用下裂纹扩展试验研究233.2试验系统本试验在中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室进行，系统光路设置如图3-2所示[100]。试验主要包括多脉冲点火器、激光光源（输出功率为0~200mW）、场镜、高速摄像机、控制器和电脑等[101]。该试验系统拥有操作简单，相机帧数大、信息多，结果误差小且易于处理等优势，可以有效应用于爆破致裂问题。本次试验受试件尺寸、视场大小等因素影响，单条预制裂隙试件的相机拍摄速度设置分别为100000帧及87500帧（照片采集时间差分别为10μs及11.4μs），多条预制裂隙试件的相机拍摄速度设置分别为100000症87500症65100帧及75000帧（照片采集时间差分别为10μs、11.4μs、15.4μs及13.3μs），快门速度为1μs，泵浦激光器的功率为60mW。图3-3所示为系统照片。图3-2透射式焦散线试验系统光路图图3-3新型数字激光动焦散线试验系统
第3章爆炸荷载作用下裂纹扩展试验研究233.2试验系统本试验在中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室进行，系统光路设置如图3-2所示[100]。试验主要包括多脉冲点火器、激光光源（输出功率为0~200mW）、场镜、高速摄像机、控制器和电脑等[101]。该试验系统拥有操作简单，相机帧数大、信息多，结果误差小且易于处理等优势，可以有效应用于爆破致裂问题。本次试验受试件尺寸、视场大小等因素影响，单条预制裂隙试件的相机拍摄速度设置分别为100000帧及87500帧（照片采集时间差分别为10μs及11.4μs），多条预制裂隙试件的相机拍摄速度设置分别为100000症87500症65100帧及75000帧（照片采集时间差分别为10μs、11.4μs、15.4μs及13.3μs），快门速度为1μs，泵浦激光器的功率为60mW。图3-3所示为系统照片。图3-2透射式焦散线试验系统光路图图3-3新型数字激光动焦散线试验系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同角度预制裂隙条件下双孔爆破裂纹扩展规律[J]. 沈世伟,李国良,李冬,廖文旺,徐燕. 煤炭学报. 2019(10)
[2]不同节理间距条件下岩体双孔爆破动焦散试验研究[J]. 沈世伟,廖文旺,徐燕,李冬. 煤炭学报. 2018(08)
[3]定向断裂双孔爆破含缺陷介质裂纹扩展的动焦散试验[J]. 王雁冰,商禹智,石震鑫,田秋实,王恒攀,张显裕. 爆破. 2018(01)
[4]爆炸应力波作用下动、静裂纹相互作用的实验研究[J]. 杨仁树,左进京,杨立云,李炜煜,余贤涛. 爆炸与冲击. 2017(06)
[5]不同药量的切缝药包双孔爆破裂纹扩展规律试验[J]. 李清,于强,朱各勇,韦贵华,徐顺成. 岩石力学与工程学报. 2017(09)
[6]爆炸载荷作用下相向裂纹扩展行为的实验研究[J]. 杨仁树,左进京,岳中文,方士正,陈帅志. 煤炭学报. 2017(05)
[7]爆炸应力波与爆生气体对被爆介质作用效应研究[J]. 杨仁树,丁晨曦,王雁冰,陈程. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[8]双孔爆炸应力波作用下缺陷介质裂纹扩展的动焦散试验[J]. 王雁冰,杨仁树,丁晨曦,陈程,左进京. 煤炭学报. 2016(07)
[9]缺陷介质切槽爆破断裂行为的动焦散线实验[J]. 杨仁树,许鹏,杨立云,陈程. 爆炸与冲击. 2016(02)
[10]定向断裂双孔爆破裂纹扩展的动态行为[J]. 杨仁树,王雁冰,岳中文,刘国庆. 爆炸与冲击. 2013(06)
博士论文
[1]爆炸应力波与含结构面岩体的相互作用及裂纹扩展研究[D]. 许鹏.中国矿业大学(北京) 2017
[2]爆炸的动静作用破岩与动态裂纹扩展机理研究[D]. 王雁冰.中国矿业大学(北京) 2016
[3]爆炸致裂的岩石动态力学行为与断裂控制试验研究[D]. 李清.中国矿业大学（北京） 2009
硕士论文
[1]基于应力波传播理论的齿轮动应力分析[D]. 陈乾堂.西北工业大学 2006
本文编号：2979030
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