岩石爆破损伤影响范围研究

摘要

水电工程大多位于深山峡谷，在其建设过程中经常要遇到岩石爆破开挖。由于爆炸应力波的作用，在开挖完毕后，开挖轮廓线外的保留岩体表层存在一爆破影响区。在该区内，爆炸应力波和爆生气体的联合作用使得岩石力学参数劣化，给岩体及其岩体建筑物的安全运行留下了隐患。因此，保留岩体的爆破损伤影响范围是水电工程建设过程中的关键技术问题之一。 本文首先在分析爆破破岩过程中不同装药条件下炸药的爆轰压力及爆炸荷载与岩石相互作用机理的基础上，评述了当前的岩石爆破损伤计算模型；接着对当前我国工程界采用的确定岩体爆破影响范围的爆前爆后声波对比检测法及其理论基础进行了讨论，分析了目前国外普遍采用的判定岩体爆破损伤的PPV判据；最后对基于柱面波理论、长柱状装药中的子波理论以及短柱状药包激发的应力波场Heelan解所推导的岩石爆破中质点峰值振动速度衰减公式进行了进一步研究。通过本文的研究得到了以下认识： (1)针对在拉西瓦水电站左岸导流洞爆破开挖试验中得到的资料，分别用改进的质点峰值振动速度衰减公式和传统的萨道夫斯基公式进行了回归及比较，结果显示了改进公式的正确性和适用性。 (2)研究了群孔爆破影响系数与炮孔数、爆心距等因素的关系，指出当爆心距大于200倍炮孔直径时，群孔爆破影响系数大致和同时起爆的炮孔数相等。 (3)导出了确定爆破损伤影响范围的理论公式，并与拉西瓦水电站左岸导流洞爆破开挖的实测损伤范围进行了对比，结果表明，建议公式具有较好的正确性和实用性。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.2研究现状

1.3本文的研究内容及方法

第2章爆破荷载的确定及其作用

2.1炸药的爆轰压力

2.2耦合装药条件下的的爆轰压力

2.3不耦合装药条件下的的爆轰压力

2.4无限岩石中的爆炸作用

第3章岩石爆破理论模型

3.1岩石爆破机理

3.2岩石爆破理论模型

3.3存在的问题

第4章判定岩体损伤的声波判据和PPV法判据

4.1声波法概述

4.2检测岩体损伤的声波法判据

4.3反映岩体爆破损伤的质点峰值震动速度(PPV)安全判据

第5章确定岩石损伤范围的PPV方法

5.1引言

5.2改进的质点峰值振动速度衰减公式的推导

5.3两种质点峰值振动速度公式的对比

5.4岩石爆破损伤范围的确定

5.5拉西瓦水电站左岸导流洞开挖中的损伤影响范围预测及实测结果

第6章总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢