特殊地形条件对爆破地震效应影响的试验研究

摘要

本文将地形条件对爆破地震效应影响的研究分为两个方面：爆破区地形条件影响的研究和地震波传播途径上地形条件影响的研究。 通过爆破区不同自由面条件的爆破地震效应测试试验，研究爆破区地形条件对地震效应的影响。发现相同条件下爆破振动强度随着爆破自由面个数的增加而降低的规律：三个自由面爆破的振动强度是两个自由面爆破的1/3～2/3，是单个自由面爆破的1/6～1/3，该结论在边坡危岩体爆破工程实践中得到验证。 通过边坡、沟槽地形的爆破振动测试试验，分析爆破地震波传播途径上地形的变化对地震效应的影响，研究了地震波在边坡地形变化处和沟槽地形处的传播规律和应力分布特性。 以上研究成果为受地形条件影响的爆破地震效应预测和降震设计提供实测数据和参考依据。 利用有限元LS—DYNA对边坡台阶爆破进行数值模拟，模拟分析与实验结果基本一致，进而为深化爆破地震效应理论提供有效的研究方法和技术手段，具有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2爆破地震效应研究的历史与现状

1.3地形地质条件对爆破地震效应影响的研究

1.3.1高程对爆破地震效应影响的研究

1.3.2沟槽对爆破地震效应影响的研究

1.4本课题研究的目的及意义

1.5本文的研究内容

2爆破地震效应基本原理

2.1爆破地震波

2.1.1地震波的产生机理

2.1.2地震波的分类及特征

2.1.3地震波的能量特征

2.1.4爆破地震波的传播特征

2.2爆破地震效应强度

2.3爆破地震效应测试

2.3.1测试目的

2.3.2测试系统

2.3.3测点布置

2.4爆破地震效应危害机制

2.5爆破地震效应的有限元数值模拟

2.5.1有限元法简介

2.5.2炸药爆炸控制模型

2.5.3黄土介质的力学模型

2.5.4人工体积粘性控制

2.5.5时间步长控制

2.5.6无反射边界的约束

2.6本章小结

3爆破区地形条件影响爆破地震效应的试验研究

3.1自由面存在时的爆破作用机理

3.2自由面对爆破地震效应的影响分析

3.2.1利文斯顿爆破漏斗理论

3.2.2自由面条件对爆破能量分布的影响

3.2.3自由面数目对爆破地震效应影响的研究

3.2.4自由面面积对爆破地震效应的影响

3.3自由面条件对爆破振动影响的试验

3.3.1实验方案

3.3.2爆破振动测试

3.3.3测试结果处理及分析

3.3.4自由面条件对地震波传播规律的影响

3.3.5自由面条件对爆破效果及爆破振动强度的影响

3.4多面临空地形边坡爆破工程应用实例

3.4.1工程概况

3.4.2爆破设计方案

3.4.3炮孔布置形式与爆破参数

3.4.4起爆网络

3.4.5爆破地震效应预测

3.4.6爆破振动测试及分析

3.4.7爆破效果

3.5本章小结

4地震波受传播途径上地形条件影响的试验研究

4.1边坡台阶爆破振动效应试验

4.1.1实验方案

4.1.2测试系统及测点布置

4.1.3测试结果

4.2边坡台阶爆破地震效应分析

4.2.1测试结果分析

4.2.2边坡台阶爆破地震高程效应

4.2.3边坡台阶爆破地震波传播规律

4.2.4边坡台阶爆破过程应力分布特征

4.3沟槽地形爆破振动试验

4.3.1实验方案

4.3.2测点布置

4.3.3测试结果

4.4沟槽地形爆破地震波传播分析

4.4.1测试结果分析

4.4.2主振频率的预测回归分析

4.4.3爆破地震波传播规律

4.4.4地震波经过沟槽时的作用机理

4.5边坡台阶地形烟囱拆除爆破地震效应测试与分析

4.5.1工程实例

4.5.2测点布置及测试结果

4.5.3测试结果分析

4.6本章小结

5边坡台阶爆破过程的数值模拟

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果