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光面爆破应力场分布特征理论研究

发布时间:2021-08-26 16:24
  光面爆破具有开挖轮廓面光滑平整、有效减少超欠挖量、提高围岩的自支撑能力、保证围岩稳定性的特点,广泛应用于交通、水利、矿山等工程。由于对光面爆破机理认识的不足及岩石爆破的复杂特性,实际爆破过程中爆破效果达不到预期要求,常造成隧道围岩超欠挖。爆炸应力场决定爆破裂缝的形成过程,从而影响爆破效果。因此,有必要对光面爆破应力场进行研究,有利于从本质上揭示光面爆破机理,以期为相关工程提供参考。首先,综述分析了光面爆破的发展历程及光面爆破机理,基于声学近似公式及爆生气体等熵绝热两阶段膨胀原理,分别对耦合装药条件下和空气不耦合装药条件下的孔壁初始冲击压力和准静态压力进行理论分析,结合厚壁圆筒理论研究了炮孔内爆生气体准静态压力作用下孔壁周围应力分布情况,理论分析了在不同炮孔间距下,相邻炮孔间准静态应力场的分布情况。其次,基于LS-DYNA3D有限元软件,选取适用于岩石爆破材料的本构模型及参数,结合ALE算法对单孔装药、双孔装药两种情况下爆炸应力波动态传播过程进行了数值模拟。结果表明,双孔装药爆破条件下,炮孔间中点应力波即使叠加后其应力峰值仍远低于孔壁处应力峰值;当岩石仅在应力波作用下,裂缝于孔壁处开始扩... 

【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】:74 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

光面爆破应力场分布特征理论研究


图2-2两孔同时起爆动光弹示意图

分布图,炮孔,切向应力,分布图


西南交通大学硕士研究生学位论文 炮孔起爆时差很大,准静态应力场不能相互作用,即无法进行叠加爆,准静态压力作用于炮孔 A 内部,此时由于炮孔 B 的存在,将会应力集中的现象。如图 2-8 所示,两炮孔孔壁上切向拉应力 σ 在炮[63]。若基准应力为q,则炮孔边缘的最大切向拉应力为 maxσ q力集中系数。 值与炮孔孔径和炮孔间距有关, 值随ba r 的变化。

示意图,准静态,应力分布,应力集中系数


11 12 13 14 15 16 17 18 19 200.49 0.46 0.44 0.38 0.34 0.38 0.44 0.46 0.49 0.6121 22 23 24 25 26 27 28 29 /0.71 0.86 1.08 1.43 2.02 3.11 5.48 12.1 48.8 /注:r 为计算点到 A 孔中心的距离,br 为炮孔半径,应力集中系数 =1.03。表 2-5 孔距为 70cm 时孔间准静态应力计算结果(单位:MPa)1 2 3 4 5 6 7 8 947.8 12.0 5.36 3.03 1.96 1.38 1.04 0.81 0.6610 11 12 13 14 15 16 17 180.55 0.47 0.42 0.38 0.35 0.33 0.32 0.31 0.3119 20 21 22 23 24 25 26 270.32 0.33 0.35 0.38 0.42 0.47 0.55 0.66 0.8128 29 30 31 32 33 34 / /1.04 1.38 1.96 3.03 5.36 12.0 47.8 / /注: 为计算点到 A 孔中心的距离, 为炮孔半径,应力集中系数 =1.01。

【参考文献】:
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硕士论文
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本文编号:3364570

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