水射流切槽定向爆破模型及实验研究
[Abstract]:In the process of rock directional fracture controlled blasting, such as tunneling through complex geological conditions, excavation of complex section of small arch corner rock platform and exploitation of stone materials, which require extremely high requirements for peripheral control formation, there are generally problems such as heavy drilling workload and overdigging. It is difficult to meet the design requirements and seriously affect the safety of construction. Therefore, it is of great practical significance to study a new directional fracture technology for roadway driving with low damage. In this paper, the rock fracture mechanics theory and detonation theory are adopted to solve the problems of rock wall overexcavation, serious damage of surrounding rock and large amount of boreholes in engineering blasting with extremely high requirements of peripheral control molding. In this paper, the effect of weak stress wave attenuation and jet slot forming energy effect of water jet trench directional blasting method is theoretically analyzed, and the theoretical analysis results are verified by numerical simulation and laboratory experiments. The main research results are as follows: 1 based on the detonation theory and rock fracture mechanics theory, the theoretical model of water jet tangent directional blasting is established. The reflection and transmission phenomena of shock wave at the interface are analyzed, and the formula for reducing the weak stress wave of the wall protection material is derived. Based on the thermal activation theory and microcrack nucleation theory, the formation and development process of explosive crack are analyzed, and the quasi-static crack propagation formula of exploding gas under pre-cut channel of water jet is derived. Finally, the superposition effect of explosive stress wave near the jet slot is analyzed according to the stress wave theory. 2 numerical simulation is carried out by using the elastic-plastic material model and the compression damage material model, respectively. The results show that the wall protection material has the function of protecting the surrounding rock, and the damage in the protected direction is the least, the stress intensity factor at the crack tip of the slot end is the largest, the stress intensity factor in the region near the hole wall and the slot is the second, and the minimum is in the slightly distant area of the hole wall. In the middle and late stage of explosion, the quasi-static pressure field of explosion gas plays a leading role in the continuous crack propagation. Under the action of wall protection material and the excitation mechanism of jet joint, most of the explosion gas accumulates along the direction of jet seam. The crack in the direction of the jet seam is subjected to large and long time quasi static pressure, so the crack near the jet joint, especially at the end of the jet joint, is the longest. Experiments were carried out on four blasting methods of wall protection blasting and water jet cutting directional blasting. The results show that wall protection blasting can reduce the strain peak value of protected direction by 27.98, but has little effect on energy guidance. The peak value of strain in the cutting direction is increased 35.06, but it is not as good as the wall protection blasting method in reducing the damage of surrounding rock. The water jet trench directional blasting combines the advantages of the two methods. The strain peak value in this direction is lower than that in the wall protection blasting by 31.04, and the strain peak value in the slot direction is 35.4444 higher than that in the slot blasting. It is proved that the directional blasting with water jet cutting is a low damage directional blasting method.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD235
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,本文编号:2423151
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