时序控制断裂爆破中后爆孔的动力响应分析
发布时间：2021-02-21 13:34
针对时序控制断裂爆破中后爆孔对先爆孔的空孔集中效应,运用弹性波散射理论和波函数展开法,对先爆孔爆炸应力波作用下后爆孔之间的多重散射和动应力集中进行数值分析;系统性研究了应力场特征并将待解问题归结为一组无穷代数方程组进行求解,给出了后爆孔动应力集中系数的解析解,深入分析了动应力集中系数随入射应力波波数、后爆孔孔距与孔径比值的演化规律。数值计算分析表明:在不同的后爆孔孔距与孔径条件下,动应力集中系数偏移出后爆孔?π/2位置处;随着振动频率增大、应力波波速减小、后爆孔孔距与孔径比值增大,后爆孔的动应力集中系数均随之增大,其中,振动频率对后爆孔孔壁的应力集中影响最大。从空孔应力集中效应的角度出发,后爆孔的孔距与孔径比值宜为10～24。
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(06)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图1时序控制断裂爆破示意图Fig.1Schematicdiagramoftimeseriescontrolledfractureblasting
恢么Α?4.1波数k对动应力集中系数的影响先爆孔爆炸入射应力波的波数/SkC，对比图6和图7，可看出波数k的变化对后爆孔的应力集中影响较大。因此分别从应力波振动频率及介质中应力波的波速来分析其对后爆孔动应力集中影响。取爆炸应力波介质中传播速度SC为5000m/s，分析应力波振动频率对后爆孔最大动应力集中系数的影响。爆破振动波的主振频率一般在100Hz以内，考虑到高程放大效应、鞭梢效应及天然地震或其他工程部位爆破震动的叠加效应等，取振动频率为0~500rad/s进行分析。图8为最大动应力集中系数和其对应的角度位置随振动频率变化的曲线图。图8最大动应力集中系数和其对应的角度随的变化Fig.8Maximumdynamicstressconcentrationfactoranditscorrespondinganglevaryingwithfrequency从图8可分析出，最大动应力集中系数随振动频率的增大而增大，而后爆孔孔距和孔径比d/a越大，增大趋势越显著。考虑后爆孔动应力集中系数呈上下半孔对称分布，最大动应力集中系数对应后爆孔孔壁的位置以0~π/2角度范围进行分析，发现当振动频率达到200rad/s~300rad/s时，max会发生突变，产生分段特征，在低频和高频时较为平稳。随着振动频率增大，d/a越大，最大动应力集中系数对应后爆孔孔壁出现的位置会越趋于π/2处。图9最大动应力集中系数和其对应的角度随SC的变化Fig.9Maximumdynamicstressconcentrationfactoranditscorrespondinganglevaryingwithwavevelocityofstresswave取先爆孔爆炸应力波的频率为50rad/s，分析应力波波速对后爆孔动应力集中系数的影响，图9反映了最大动应力集中系数及其对应的后爆孔孔壁位置(0~π/2)随SC的变?
对应后爆孔孔壁的位置以0~π/2角度范围进行分析，发现当振动频率达到200rad/s~300rad/s时，max会发生突变，产生分段特征，在低频和高频时较为平稳。随着振动频率增大，d/a越大，最大动应力集中系数对应后爆孔孔壁出现的位置会越趋于π/2处。图9最大动应力集中系数和其对应的角度随SC的变化Fig.9Maximumdynamicstressconcentrationfactoranditscorrespondinganglevaryingwithwavevelocityofstresswave取先爆孔爆炸应力波的频率为50rad/s，分析应力波波速对后爆孔动应力集中系数的影响，图9反映了最大动应力集中系数及其对应的后爆孔孔壁位置(0~π/2)随SC的变化。从图9中可看出，动应力集中系数随应力波波速的增大而减小，且应力波波速越大，其减小的趋势放缓；而应力波波速变化对最大动应力集中系数所出现的位置并未产生明显变化，且d/a为12、16时，最大动应力集中系数所出现的位
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同炮孔间距对岩石爆炸裂纹扩展影响的数值分析[J]. 李洪伟,雷战,江向阳,刘伟,何志伟,章彬彬. 高压物理学报. 2019(04)
[2]半空间内含有部分脱胶的椭圆夹杂及圆孔对SH波的散射[J]. 齐辉,陈洪英,张希萌,赵元博,项梦. 爆炸与冲击. 2018(06)
[3]直眼掏槽空孔效应的计算模型改进与分析[J]. 李启月,吴正宇,黄武林. 采矿与安全工程学报. 2018(05)
[4]爆炸应力波作用下空孔周围裂纹群的扩展规律[J]. 杨仁树,左进京,宋俊生,陈帅志,肖成龙. 振动与冲击. 2018(14)
[5]圆孔缺陷对爆生裂纹扩展行为影响的试验研究[J]. 杨仁树,左进京,方士正,陈帅志,王煦. 振动与冲击. 2018(12)
[6]爆破地震波中S波识别方法及其应用[J]. 杨招伟,卢文波,高启栋,陈明,胡浩然,严鹏,王高辉. 爆炸与冲击. 2018(01)
[7]时序控制预裂爆破参数优化及应用[J]. 叶海旺,唐可,万涛,王超,雷涛,李新平,C.M.Saliou. 爆炸与冲击. 2017(03)
[8]弹性半空间中含直边界半圆形衬砌隧道对SH波的散射解析解[J]. 张海,杨国岗,刘中宪,王雪杰. 应用力学学报. 2017(02)
[9]含有直线裂纹的直角域中椭圆形孔洞对SH波的散射[J]. 丁晓浩,齐辉,赵元博. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[10]双相介质椭圆形孔洞及界面裂纹对SH波的散射[J]. 丁晓浩,齐辉,张洋,杨军. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(06)
博士论文
[1]基于时序控制断裂与炮孔切槽的深埋地下洞室精细爆破开挖研究[D]. 黄俊红.武汉理工大学 2018
本文编号：3044423
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(06)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图1时序控制断裂爆破示意图Fig.1Schematicdiagramoftimeseriescontrolledfractureblasting
恢么Α?4.1波数k对动应力集中系数的影响先爆孔爆炸入射应力波的波数/SkC，对比图6和图7，可看出波数k的变化对后爆孔的应力集中影响较大。因此分别从应力波振动频率及介质中应力波的波速来分析其对后爆孔动应力集中影响。取爆炸应力波介质中传播速度SC为5000m/s，分析应力波振动频率对后爆孔最大动应力集中系数的影响。爆破振动波的主振频率一般在100Hz以内，考虑到高程放大效应、鞭梢效应及天然地震或其他工程部位爆破震动的叠加效应等，取振动频率为0~500rad/s进行分析。图8为最大动应力集中系数和其对应的角度位置随振动频率变化的曲线图。图8最大动应力集中系数和其对应的角度随的变化Fig.8Maximumdynamicstressconcentrationfactoranditscorrespondinganglevaryingwithfrequency从图8可分析出，最大动应力集中系数随振动频率的增大而增大，而后爆孔孔距和孔径比d/a越大，增大趋势越显著。考虑后爆孔动应力集中系数呈上下半孔对称分布，最大动应力集中系数对应后爆孔孔壁的位置以0~π/2角度范围进行分析，发现当振动频率达到200rad/s~300rad/s时，max会发生突变，产生分段特征，在低频和高频时较为平稳。随着振动频率增大，d/a越大，最大动应力集中系数对应后爆孔孔壁出现的位置会越趋于π/2处。图9最大动应力集中系数和其对应的角度随SC的变化Fig.9Maximumdynamicstressconcentrationfactoranditscorrespondinganglevaryingwithwavevelocityofstresswave取先爆孔爆炸应力波的频率为50rad/s，分析应力波波速对后爆孔动应力集中系数的影响，图9反映了最大动应力集中系数及其对应的后爆孔孔壁位置(0~π/2)随SC的变?
对应后爆孔孔壁的位置以0~π/2角度范围进行分析，发现当振动频率达到200rad/s~300rad/s时，max会发生突变，产生分段特征，在低频和高频时较为平稳。随着振动频率增大，d/a越大，最大动应力集中系数对应后爆孔孔壁出现的位置会越趋于π/2处。图9最大动应力集中系数和其对应的角度随SC的变化Fig.9Maximumdynamicstressconcentrationfactoranditscorrespondinganglevaryingwithwavevelocityofstresswave取先爆孔爆炸应力波的频率为50rad/s，分析应力波波速对后爆孔动应力集中系数的影响，图9反映了最大动应力集中系数及其对应的后爆孔孔壁位置(0~π/2)随SC的变化。从图9中可看出，动应力集中系数随应力波波速的增大而减小，且应力波波速越大，其减小的趋势放缓；而应力波波速变化对最大动应力集中系数所出现的位置并未产生明显变化，且d/a为12、16时，最大动应力集中系数所出现的位
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同炮孔间距对岩石爆炸裂纹扩展影响的数值分析[J]. 李洪伟,雷战,江向阳,刘伟,何志伟,章彬彬. 高压物理学报. 2019(04)
[2]半空间内含有部分脱胶的椭圆夹杂及圆孔对SH波的散射[J]. 齐辉,陈洪英,张希萌,赵元博,项梦. 爆炸与冲击. 2018(06)
[3]直眼掏槽空孔效应的计算模型改进与分析[J]. 李启月,吴正宇,黄武林. 采矿与安全工程学报. 2018(05)
[4]爆炸应力波作用下空孔周围裂纹群的扩展规律[J]. 杨仁树,左进京,宋俊生,陈帅志,肖成龙. 振动与冲击. 2018(14)
[5]圆孔缺陷对爆生裂纹扩展行为影响的试验研究[J]. 杨仁树,左进京,方士正,陈帅志,王煦. 振动与冲击. 2018(12)
[6]爆破地震波中S波识别方法及其应用[J]. 杨招伟,卢文波,高启栋,陈明,胡浩然,严鹏,王高辉. 爆炸与冲击. 2018(01)
[7]时序控制预裂爆破参数优化及应用[J]. 叶海旺,唐可,万涛,王超,雷涛,李新平,C.M.Saliou. 爆炸与冲击. 2017(03)
[8]弹性半空间中含直边界半圆形衬砌隧道对SH波的散射解析解[J]. 张海,杨国岗,刘中宪,王雪杰. 应用力学学报. 2017(02)
[9]含有直线裂纹的直角域中椭圆形孔洞对SH波的散射[J]. 丁晓浩,齐辉,赵元博. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[10]双相介质椭圆形孔洞及界面裂纹对SH波的散射[J]. 丁晓浩,齐辉,张洋,杨军. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(06)
博士论文
[1]基于时序控制断裂与炮孔切槽的深埋地下洞室精细爆破开挖研究[D]. 黄俊红.武汉理工大学 2018
本文编号：3044423
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