空孔在预裂爆破过程中导向作用的数值模拟

摘要

在露天边坡开挖过程中,一般通过预裂爆破的方式对开挖的最终边坡面进行保护。但由于施工要求的多样性和边坡条件的复杂性,提高了对控制爆破的要求,对预裂爆破的布孔方式选择和参数设计提出了很多限制,增大了施工难度。
　　 为解决这一问题,首先就预裂爆破的成缝机理进行了简单的分析,在此基础上,重点讨论了有导向孔引导作用下预裂爆破的特殊规律和特点。并通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对有导向孔的预裂爆破中的裂缝扩张过程进行模拟,针对模拟结果中的应力分布情况和各点的应力值来分析预裂爆破成缝中岩石的破碎情况。得出了在一定岩石性质条件下,有导向孔及无导向孔预裂爆破的线装药密度、不耦合系数和孔距的关系和在有导向孔的预裂爆破中导向孔与装药孔呈不同角度时的预裂爆破成缝效果。
　　 数值计算中,通过对几组符合爆破实际情况的孔距、不耦合系数等参数进行的爆破模拟和分析,回归推导出有无导向孔条件下孔距和不耦合系数的线性关系式,并通过导向孔与预裂孔呈角度时的爆破效果模拟,得到了在导向成缝条件下导向孔与预裂缝的最大倾角,可为工程设计提供参考。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 预裂爆破研究的发展

1.2.1 国内外预裂爆破的研究现状

1.2.2 存在的问题及研究目的

1.2.3 本文研究的主要内容

第2章 预裂爆破原理及技术手段

2.1 岩石爆破机理

2.1.1 应力波于爆破岩中的作用

2.1.2 爆炸生成气体的作用

2.1.3 动压与静压力的联合破岩理论

2.2 预裂爆破成缝机理分析

2.3 导向孔在预裂爆破中的作用

2.3.1 预裂缝的应力释放波

2.3.2 空孔对裂缝的控制作用

2.4 本章小结

第3章 预裂爆破的数值模拟分析

3.1 数值模拟试验的目的

3.2 数值模拟软件的选取及其使用简介

3.2.1 数值模拟软件的选取

3.2.2 数值模拟软件运算流程简介

3.3 数值模型的建立

3.3.1 无空孔条件下预裂爆破的建模计算

3.3.2 有空孔条件下预裂爆破的建模计算

3.3.3 导向孔与预裂孔呈一定角度条件下的建模计算

3.4 模拟结果的分析与总结

3.4.1 两孔预裂爆破模拟效果分析

3.4.2 空孔情况下两孔预裂爆破模拟效果分析

3.4.3 空孔与预裂孔呈一定角度情况下两孔预裂爆破模拟效果分析

3.5 本章小结

第4章 预裂爆破中应用导向孔成缝实验

4.1 实验条件

4.2 实验过程和结果

4.3 本章小结

第5章 结论和展望

5.1 结论

5.2 创新点

5.3 展望

致谢

参考文献

附录