隧道聚能水压控制爆破岩机理与参数优化研究
发布时间：2021-10-28 13:58
聚能水压控制爆破技术作为近年来兴起的一种节能环保控制爆破施工方法,在实际工程中已经取得了初步的应用,然而该方法理论研究不足,实际施工中存在较大的经验性和不确定性,大大制约了该工艺的发展与应用。本文通过技术调研、数值分析和原位试验等手段,对聚能射流发展过程、单双孔装药结构关键参数和聚能水压预裂控制爆破工程应用三个关键问题进行了深入研究。本文的主要研究内容和结论如下:（1）通过数值分析手段,对PVC聚能管展开了动力学分析,研究了聚能射流的发展过程和规律,结果表明:聚能穴和短轴方向射流速度较大;初始时刻聚能穴处应变最大,后续中间部位应变发展较大;炮孔处应力峰值规律为45°>0°>90°。（2）通过对四种不同孔径下岩石内部侵彻规律研究,分析径向不耦合系数对常规装药结构和聚能药罩装药结构的影响,结果表明:炮孔直径42mm装药结构中,水耦合PVC聚能药罩结构不但形成了0°方向的主裂纹,60°90°方向分布的贯通裂纹更利于隧道爆破中光爆层的形成,为适宜隧道爆破的最优装药结构。（3）通过对三种不同轴向耦合聚能装药结构进行研究,分析了耦合介质及有无堵塞对岩石侵彻规律的影...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４聚能水压控制爆破??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?ｂｌａｓｔｉｎｇ??
近几年在隧道的掘进和城市地铁的修建中，为减小环境影响，改善施工作业环境，??爆破施工面临着更为严格的要求，出现了以聚能管代替传统药卷并在炮孔底部和顶部放??置水袋，最后炮泥填充炮孔的聚能水压爆破技术［４Ｍ７］，如图１－４和图１－２所示。该技术??在实际工程中取得良好的应用效果，但对该技术的理论研究较少，装药结构、炮孔间距??及不耦合系数等关键参数具有很大的经验性和不确定性，大大限制了该技术的发展和推??广。亟需对其破岩机理展开深入系统研究，获得其爆破施工关键参数，进一步推动该技??术深入发展。??空气＾聚能管??图１－４聚能水压控制爆破??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?ｂｌａｓｔｉｎｇ??１．２．４岩石爆破理论模型研究现状??随着爆破技术和相关学科的发展，尤其是断裂损伤力学、岩石力学、分形理论和数??值模拟等技术的发展，爆破理论模型研究取得了长足的发展。而实际岩体中大量的节理、??层理乃至断层的存在，且爆破作用的复杂性，岩石爆破理论模型种类繁多，大体出现了??四个发展阶段。??（１）弹性理论阶段??弹性理论假设岩石材料性质为弹性且各向同性，达到破坏准则后岩石即发生破坏，??具有代表性的有?Ｇ．?Ｈａｒｒｉｅｓ［４８］、Ｒ．?Ｒ?Ｆａｖｅｒｅａｕ［４９］和?ＢＭＭＣ?理论模型［５＼?Ｇ．?Ｈａｒｒｉｅｓ?模型??是一种二维准静态模型
图１－５技术路线图??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]光面爆破相邻炮孔裂纹扩展模拟[J]. 戴俊,李传净,陈哲浩,杜文平. 科学技术与工程. 2017(18)
[2]聚能水压光面爆破技术在崤山隧道施工中的应用研究[J]. 王军. 铁道建筑技术. 2017(05)
[3]地铁暗挖隧道聚能水压光面爆破新技术应用分析[J]. 沈显才. 铁道建筑技术. 2017(05)
[4]聚能水压爆破控制技术在城市地铁中的应用[J]. 邹瑾. 价值工程. 2017(07)
[5]隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用[J]. 刘海波,白宗河,刘学攀,陈磊. 工程爆破. 2017(01)
[6]椭圆双极线性聚能药柱不耦合系数试验研究及数值模拟[J]. 李必红,崔伟峰,李是良,秦健飞,陈寿如. 爆破. 2013(02)
[7]水介质不耦合装药爆破岩石破坏范围的研究和应用[J]. 宗琦,田立,汪海波. 爆破. 2012(02)
[8]椭圆双极线性聚能药柱聚能预裂特性研究[J]. 李必红,冯大林,李是良,秦健飞. 采矿技术. 2011(05)
[9]岩体爆破裂纹扩展影响因素分析[J]. 王长柏,李海波,谢冰,夏祥,莫振泽,邹飞. 煤炭科学技术. 2010(10)
[10]双聚能槽药柱的研究与应用[J]. 秦健飞,秦如霞,李必红. 工程爆破. 2009(03)
博士论文
[1]椭圆双极线型聚能药柱爆炸理论及预裂爆破技术研究[D]. 李必红.中南大学 2013
[2]聚能效应在岩土工程爆破中的应用研究[D]. 罗勇.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]水压爆破应力波传播及破煤岩机制研究[D]. 付宏伟.重庆大学 2015
本文编号：3462910
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４聚能水压控制爆破??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?ｂｌａｓｔｉｎｇ??
近几年在隧道的掘进和城市地铁的修建中，为减小环境影响，改善施工作业环境，??爆破施工面临着更为严格的要求，出现了以聚能管代替传统药卷并在炮孔底部和顶部放??置水袋，最后炮泥填充炮孔的聚能水压爆破技术［４Ｍ７］，如图１－４和图１－２所示。该技术??在实际工程中取得良好的应用效果，但对该技术的理论研究较少，装药结构、炮孔间距??及不耦合系数等关键参数具有很大的经验性和不确定性，大大限制了该技术的发展和推??广。亟需对其破岩机理展开深入系统研究，获得其爆破施工关键参数，进一步推动该技??术深入发展。??空气＾聚能管??图１－４聚能水压控制爆破??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?ｂｌａｓｔｉｎｇ??１．２．４岩石爆破理论模型研究现状??随着爆破技术和相关学科的发展，尤其是断裂损伤力学、岩石力学、分形理论和数??值模拟等技术的发展，爆破理论模型研究取得了长足的发展。而实际岩体中大量的节理、??层理乃至断层的存在，且爆破作用的复杂性，岩石爆破理论模型种类繁多，大体出现了??四个发展阶段。??（１）弹性理论阶段??弹性理论假设岩石材料性质为弹性且各向同性，达到破坏准则后岩石即发生破坏，??具有代表性的有?Ｇ．?Ｈａｒｒｉｅｓ［４８］、Ｒ．?Ｒ?Ｆａｖｅｒｅａｕ［４９］和?ＢＭＭＣ?理论模型［５＼?Ｇ．?Ｈａｒｒｉｅｓ?模型??是一种二维准静态模型
图１－５技术路线图??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]光面爆破相邻炮孔裂纹扩展模拟[J]. 戴俊,李传净,陈哲浩,杜文平. 科学技术与工程. 2017(18)
[2]聚能水压光面爆破技术在崤山隧道施工中的应用研究[J]. 王军. 铁道建筑技术. 2017(05)
[3]地铁暗挖隧道聚能水压光面爆破新技术应用分析[J]. 沈显才. 铁道建筑技术. 2017(05)
[4]聚能水压爆破控制技术在城市地铁中的应用[J]. 邹瑾. 价值工程. 2017(07)
[5]隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用[J]. 刘海波,白宗河,刘学攀,陈磊. 工程爆破. 2017(01)
[6]椭圆双极线性聚能药柱不耦合系数试验研究及数值模拟[J]. 李必红,崔伟峰,李是良,秦健飞,陈寿如. 爆破. 2013(02)
[7]水介质不耦合装药爆破岩石破坏范围的研究和应用[J]. 宗琦,田立,汪海波. 爆破. 2012(02)
[8]椭圆双极线性聚能药柱聚能预裂特性研究[J]. 李必红,冯大林,李是良,秦健飞. 采矿技术. 2011(05)
[9]岩体爆破裂纹扩展影响因素分析[J]. 王长柏,李海波,谢冰,夏祥,莫振泽,邹飞. 煤炭科学技术. 2010(10)
[10]双聚能槽药柱的研究与应用[J]. 秦健飞,秦如霞,李必红. 工程爆破. 2009(03)
博士论文
[1]椭圆双极线型聚能药柱爆炸理论及预裂爆破技术研究[D]. 李必红.中南大学 2013
[2]聚能效应在岩土工程爆破中的应用研究[D]. 罗勇.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]水压爆破应力波传播及破煤岩机制研究[D]. 付宏伟.重庆大学 2015
本文编号：3462910
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