岩石中相邻炮孔爆破裂缝演化研究

摘要

本文在充分认识岩石爆破破岩理论的基础上，借助数值模拟技术，展现周边爆破中相邻炮孔爆破裂缝扩展与贯通的演化过程，进而分析相关因素对爆破效果的影响规律。研究对完善光面爆破技术理论体系具有重要的理论意义。
　　本研究主要内容包括：⑴从岩石爆破理论出发，对岩石爆破成缝机理、无限岩石中炸药的爆炸作用以及爆炸应力波和爆生气体对岩石的破坏机理进行研究，并运用数值模拟技术，实现对岩石爆破破坏过程的演化分析。⑵研究不同炮孔间距条件下相邻炮孔爆破效果，结合理论分析和数值模拟，得到了使相邻炮孔爆破孔间裂缝贯通时的合理炮孔间距，取得结论与前人的理论结果相一致。⑶基于不耦合装药爆破作用机理，对径向不耦合系数计算进行了研究，结果表明，当采用适当的径向不耦合系数时，可有效促进孔间裂缝的贯通，并减少炮孔周边其他方向裂缝的发展。⑷对不同起爆时差条件下的相邻炮孔爆破效果的研究证明，尽量减小起爆时差可以有效地提高光面爆破的成缝质量，避免周边眼爆破出现超欠挖现象，从而改善光面爆破效果。⑸对设置空孔的相邻炮孔爆破效果做出研究，结果表明，设置空孔能够有效引导炮孔径向裂缝的扩展和贯通，从而改善光面爆破效果。

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1 绪 论

1.1选题背景及研究意义

1.2本课题国内外的研究动态

1.3本课题的研究内容与拟采取研究方案及技术路线

2 岩石爆破理论研究

2.1岩石爆破成缝理论

2.2无限岩石中炸药的爆炸作用

2.3岩石中的爆炸应力波

2.4岩石中的爆生气体应力场

2.5本章小结

3岩石爆破数值模拟研究

3.1显式动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA数值方法简介

3.2 ANSYS/LS-DYNA显示动力计算理论基础

3.3 ANSYS/LS-DYNA程序算法的选取

3.4 ANSYS/LS-DYNA材料本构模型及参数选取

3.5爆破裂缝演化的数值模拟研究

3.6本章小结

4岩石爆破参数对孔间裂缝扩展的影响规律研究

4.1炮孔间距对爆破裂缝扩展的影响规律研究

4.2径向不耦合系数对爆破裂缝扩展的影响规律研究

4.3起爆时差对爆破裂缝扩展的影响规律研究

4.4本章小结

5空孔对爆破裂缝扩展的影响规律研究

5.1空孔对相邻炮孔爆破影响的分析

5.2空孔对爆破裂缝扩展影响的数值模拟研究

5.3本章小结

6总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录