偏心不耦合装药爆破损伤及裂纹扩展规律研究

发布时间：2021-05-19 23:41

　　光面爆破、预裂爆破在石质隧道、路基开挖工程中应用最多的控制爆破技术,通常采用径向不耦合装药结构来削弱炸药爆炸的强冲击作用对围岩造成的破裂和损伤。现有的不耦合装药爆破理论,大部分是基于药卷中心与炮孔中心重合的假设条件得出。但在实际的爆破工程中,由于重力作用,现场施工很难保证装药中心与炮孔轴线重合,普遍存在偏心不耦合装药的现象。偏心不耦合装药爆破会对炮孔壁不同方向上的被爆介质造成不同程度的损裂、破伤,从而产生超欠挖现象,或影响预留岩体的稳定性等问题。尽管对偏心不耦合装药爆破问题的研究已取得了很多成果,但装药的偏心程度对炮孔壁周围岩体造成的破裂与损伤究竟如何至今仍未完全明确,也缺乏定量表述的方法。故针对该问题的研究,对于正确认识偏心装药结构在光面爆破或预裂爆破等不耦合装药爆破实际工程中的作用效果,具有一定的理论研究价值和工程参考意义。本文在总结现有偏心不耦合装药爆破理论成果的基础上,定义偏心系数来描述药卷在炮孔内的不同偏心程度,并基于爆破应力波理论,建立混凝土的数值计算模型和控制试验模型,来研究药卷在不同偏心程度下,爆炸对炮孔壁混凝土造成的损伤范围;同时采用数值模拟的研究方法,建立不同孔间距... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 问题的提出和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 偏心不耦合装药爆破理论推导
        1.2.2 偏心不耦合装药爆破成缝研究
        1.2.3 偏心不耦合装药爆破损伤研究
    1.3 本文研究思路及研究内容
        1.3.1 本文研究内容
        1.3.2 本文研究思路
第2章 偏心不耦合装药爆破损伤破坏机理
    2.1 偏心系数定义
    2.2 偏心不耦合装药爆破参数理论研究
        2.2.1 偏心装药不耦合系数
        2.2.2 偏心不耦合装药爆破孔壁压力计算
        2.2.3 偏心装药爆破岩体粉碎区范围
        2.2.4 偏心装药爆破裂隙区范围
    2.3 爆破后岩体的损伤定义及判别
    2.4 本章小结
第3章 岩体爆破数值模拟研究
    3.1 计算机模拟爆炸及其过程的必要性
    3.2 ANSYS/LS-DYNA数值计算分析软件介绍
    3.3 ANSYS/LS-DYNA软件动力计算理论介绍
        3.3.1 基本方程和控制条件
        3.3.2 有限元空间离散化
        3.3.3 沙漏控制方法与单点高斯积分分析
        3.3.4 时间积分和时间步长控制
    3.4 ANSYS/LS-DYNA软件程序算法介绍
    3.5 本章小结
第4章 偏心装药爆破损伤范围及损伤分布特征分析
    4.1 前言
    4.2 偏心系数对混凝土爆破损伤影响规律研究
        4.2.1 计算模型
        4.2.2 数值模拟本构模型及参数选取
        4.2.3 计算结果及分析
    4.3 偏心装药爆破损伤试验研究
        4.3.1 试验方案
        4.3.2 声波测试原理及方法
        4.3.3 试验结果及分析
    4.4 本章小结
第5章 爆破参数对偏心装药爆破裂纹扩展影响研究
    5.1 前言
    5.2 爆破裂纹演化的数值模拟研究
        5.2.1 混凝土破坏判据
        5.2.2 计算模型
        5.2.3 计算结果及分析
    5.3 炮孔间距对爆破裂纹扩展规律的分析
        5.3.1 偏心不耦合装药相邻炮孔间距计算
        5.3.2 计算模型
    5.4 爆破数值模拟结果及分析
        5.4.1 炮孔间距与裂隙区平均半径关系分析
        5.4.2 炮孔间爆破荷载分析
    5.5 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研实践
    科研实践


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同地应力下爆破振动效应分析[J]. 李萧翰,刘科伟,杨家彩,李旭东.  黄金科学技术. 2019(02)
[2]岩石爆破损伤范围及损伤分布特征模拟分析[J]. 黄佑鹏,王志亮,毕程程.  水利水运工程学报. 2018(05)
[3]炮孔偏心不耦合装药爆破效应数值模拟[J]. 程兵,汪海波,王梦想,宗琦.  中国安全生产科学技术. 2018(07)
[4]非对称不耦合装药结构对预裂爆破效果的影响[J]. 李新平,陈萍萍,罗忆,黄俊红,焦海棠,方延洪,詹剑霞.  爆破. 2017(03)
[5]偏心不耦合装药爆破孔间距理论分析与计算[J]. 李禹锡,蒲传金,李健钰,冯阳阳,李阳.  化工矿物与加工. 2017(01)
[6]水介质偏心不耦合装药爆破特性分析及药柱位置优选[J]. 喻智,林大能,吴颂,郑文富.  矿业工程研究. 2015(03)
[7]偏心不耦合装药爆破裂纹扩展实验研究[J]. 管少华,蒲传金,肖定军,廖涛,郭王林.  爆破. 2015(01)
[8]不耦合装药爆破效应数值分析[J]. 袁光英,王庆国.  陕西理工学院学报(自然科学版). 2013(05)
[9]Deposition behavior of multi-particle impact in cold spraying process[J]. Xiang-lin Zhou, Xiang-kun Wu, Hui-hua Guo, Jian-guo Wang, and Ji-shan Zhang State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(05)
[10]偏心不耦合装药爆破参数理论分析[J]. 田文高,蒲传金,陈晓玲.  爆破. 2008(02)

硕士论文
[1]岩石中相邻炮孔爆破裂缝演化研究[D]. 陈哲浩.西安科技大学 2016
[2]关角隧道断层破碎带周边控制爆破技术研究[D]. 路耀邦.河南理工大学 2010
[3]装药结构对岩体内爆炸应力场的影响研究[D]. 罗强.安徽理工大学 2006



本文编号：3196650