爆破荷载作用下空洞效应对围岩振动速度的影响

以某高速公路工程的隧道工程为依托,针对隧道爆破施工中空洞效应对围岩振动速度的影响问题,根据能量法和地震波传播规律推导出爆破荷载作用下已开挖区和未开挖区围岩振动速度计算公式,采用有限差分软件模拟不同荷载作用下围岩振动速度的变化规律,并验证了计算公式的准确性。结果表明,空洞效应下的围岩振动速度数值模拟计算结果和计算公式求解结果误差在6%以内; 爆破荷载0.8 MPa作用下,空洞效应影响较大的区域位于距掌子面8~12 m处的隧道拱顶处,距掌子面8 m处的开挖区与未开挖区隧道拱顶处的振动速度差值为2.23 cm/s,商值为1.21倍; 在一定荷载范围内,荷载越大,空洞效应对围岩振动速度影响越明显,已开挖区与未开挖区振动速度差值的峰值距掌子面越远。     

兰青复线虎头崖隧道微振动爆破技术实践

新建兰青复线虎头崖隧道出口段与既有隧道线间距较近，为保证既有隧道正常行车安全，对新建和既有隧道进行支护加固并采用微振动爆破技术施工，同时采用振动测试仪对隧道爆破振动进行监测，根据监测结果对下一次爆破参数进行优化。通过合理选择爆破时差、最大装药量、微差起爆、掘进进尺、预裂爆破等方面的振动控制技术措旌，使该隧道开挖施工爆破中的地面振动速度值控制在安全范围以内，保证，虎头崖隧道开挖作业安全、顺利地进行。     

复线隧道爆破优化设计与实践

以新风平岭2号隧道复线隧道进口开挖为研究对象,通过在隧道施工爆破过程中对邻近隧道进行现场的振动监测,应用萨道夫斯基经验公式对现场监测数据进行回归分析,控制不同目标、不同间距情况下最大起爆药量,炮眼布置方案等。既有隧道和新开发隧道间采用超前锚杆加固,增强稳定性。通过对振速波形图的分析,找到延时爆破最大振速的段位,降低该段位最大装药量以便降低最大振速,保证邻近隧道振动速度控制在安全范围内,指导后续施工。     

安徽池州神山物流廊道1~#隧道出口段爆破开挖施工工艺

安徽池州神山物流廊道1~#隧道出口段为浅埋段隧洞,岩体风化程度严重,稳定性较差。为实现浅埋段隧洞安全爆破掘进,减少爆破掘进对隧道顶部围岩的破坏及扰动,通过选取合理的分步开挖方式,设计合理的进尺爆破起爆顺序,使得浅埋段隧洞施工得以安全平稳进行,可为类似浅埋段隧洞爆破开挖施工提供参考。     

基于动力学机理的施工期岩爆主动防治初探

采用Laplace变换方法得到了静水应力场中爆破开挖时初始地应力动态卸载所诱发的围岩振动,并和爆炸荷载所诱发的围岩振动进行了比较.结果表明,初始地应力动态卸载扰动是整个开挖扰动的重要组成部分,在一定的地应力水平下甚至有可能超过爆破扰动成为开挖扰动的主要成分.基于此,提出了以优化钻爆网络和起爆顺序为核心的爆破开挖扰动控制方法,该方法可以同时减小爆炸荷载引起的扰动和地应力高速卸载所引起的振动,可从一定程度上实现对岩爆的主动控制.二滩水电站和瀑布沟水电站地下厂房的开挖实例证明了此方法的有效性和实用性.     

隧道爆破参数优化及振动效应研究

隧道掘进爆破开挖过程中对既有隧道围岩和周围邻近建构筑物有一定的爆破振动危害。采用了上下台阶多断面开挖方法,结合爆破振动监测,分析出隧道爆破振动效应的相关规律。结果表明:合理的掏槽孔爆破形式可有效降低爆破振动峰值,隧道爆破掘进过程,严格控制最大单响药量,采用合理的振动检测手段和检测方法进行现场检测,是确保隧道爆破开挖施工安全的有效方法。     

楔形掏槽爆破技术在熊洞湾隧道的应用

介绍了熊洞湾隧道开挖施工中所采用的掏槽爆破的施工技术。根据熊洞湾隧道的工程地质情况,对隧道开挖的爆破参数、炮孔布置、装药结构以及起爆网络进行了分析和设计。提出了保证隧道开挖成型质量的施工方案,确保了熊洞湾隧道掏槽爆破取得圆满成功。     

隧道掘进爆破的振动规律研究

为减少隧道掘进爆破所引起的振动对围岩的损伤,结合武广客运专线上天鹅岭隧道的大量爆破振动实测资料,运用萨道夫斯基公式,研究了不同作用炮孔爆破时,爆破振动在隧道内的传播衰减规律,为获得最佳爆破控制方法,确保隧道爆破开挖安全、快速施工奠定基础。研究结果表明:爆破所处的地质条件基本相同时,α值变化不大,随着爆破炮孔夹制作用的逐渐减小,隧道围岩产生的爆破振动越小,具体表现在振动速度衰减公式中K值较小;夹制作用越大,K值越大;掏槽爆破振动最强,因此,降低掏槽爆破的振动是降振的技术重点。研究结论可为类似条件下隧道的爆破振动控制和现场监测提供借鉴。     

露天矿边坡爆破对既有隧道的影响分析

针对某露天矿边坡爆破开挖工程对山体内邻近既有隧道的影响问题,依据有关规范及参考国内类似工程的经验,确定该隧道围岩质点振动速度控制标准为20 cm/s。对现场爆破荷载作用下隧道围岩质点振动进行了跟踪监测,提出了测点仪器安装方案,对隧道围岩质点振动衰减规律进行了分析,水平径向、水平切向和竖直向峰值振速衰减规律拟合系数均在0.85及以上,并及时反馈信息,优化爆破参数。结合数值分析,得到了隧道围岩振动速度与动应力分布规律,计算得到围岩质点振动峰值速度为19 cm/s,验证了预估药量的可靠性,为工程的顺利进行提供了安全保障。     

大瑶山隧道光面爆破技术

结合围岩类型和生产情况,在不影响正常生产的条件下进行了现场试验,详细分析了对大瑶山隧道开挖的爆破参数、装药结构和起爆网路,对钻爆施工和管理提出了合理的质量保障和安全措施。通过采用PVC半管连续不耦合装药结构,达到了降低爆破成本,提高爆破效果的目的。     

萨热克铜矿采场爆破对相邻采场的影响

地下矿山采场爆破对相邻采场围岩的稳定性造成扰动是不可避免的,当爆破单段起爆药量过大时,采场容易出现片帮或冒顶。因此研究地下采场回采时爆破振动对相邻采场的影响,从而保证地下采场的安全和稳定是很有必要的。结合新疆萨热克铜矿生产情况,采用现场爆破振动测试和数值模拟分析相结合的方法研究萨热克铜矿地下采场爆破振动对相邻采场围岩的影响,利用萨道夫斯基经验公式对测试数据回归分析,得出地震波传播衰减公式。数值模拟研究爆破过程中邻近洞室的质点振动速度特点,相邻采场洞壁动应力分布规律以及爆破动应力与振动速度的关系。     

隧道围岩关键块体爆破安全振速研究

针对隧道掘进爆破条件下爆源附近围岩关键块体的稳定性问题,建立了关键块体受力状态的力学模型,根据刚体平衡原理建立了爆破振动速度与块体各物理量间的联系,得到了隧道围岩关键块体安全振速的计算表达式。分析表明,关键块体侧向平均正应力与埋深成正比,岩体静侧压系数对块体侧向平均正应力有显著的影响,隧道半径与块体高度的比值对块体侧向平均正应力影响不显著。同时结合实际工程案例,分析了岩体静侧压系数、累积损伤、拱顶与最大切应力区对关键块体安全振速的影响规律,为爆源附近隧道围岩安全振动速度的确定提供理论参考依据。     

爆破荷载作用下新建与既有隧道支护结构

系统研究爆破冲击同时对新建隧道和既有隧道支护结构动力影响具有重要意义。以某隧道接近既有隧道为例,建立爆破施工对既有隧道和新建隧道支护结构的影响三维模型,利用高能炸药材料模型及JWL状态方程来模拟爆破荷载作用下既有隧道的动力响应特性,结合LS-DYNA显式动力分析程序和多物质流固耦合算法较为准确地对新建隧道的爆破机理进行数值模拟,对爆破荷载作用下既有隧道二次衬砌与新建隧道初期支护的动力响应规律展开研究,得到了不同工况下新建隧道二衬和既有隧道初支在不同时刻的振速分布规律、位移变化云图。结果表明：不同围岩等级既有隧道二次衬砌的动力响应规律十分相似,爆破冲击波最先传到既有隧道二次衬砌上迎爆侧边墙上,既有隧道二次衬砌结构上质点沿X方向振速峰值最大,衰减较快。当距离掌子面一定距离后,新建隧道拱脚处振速峰值超过拱顶位置,不同位置振速大小依次是拱脚＞拱顶＞拱腰。初期支护上质点X、Y、Z 3个振动方向中沿Z方向即隧道中心线方向振动较大,衰减较快。炸药起爆后,新建隧道初期支护上不同位置在爆破冲击波的作用下,沿着掌子面往洞口方向依次发生振动,同一断面上,拱顶和拱脚位置振速较大,施工中应加强监测。     

不同布置条件下邻近隧道掘进爆破对既有隧道的影响

采用动力有限元建立三维模型,并参考实际爆破振动速度,计算了开挖隧道位于既有隧道上部、左边和下部3种布置情况,通过分析既有隧道围岩的质点振动速度以及混凝土衬砌的应力分布,得出迎爆侧首先是纵波到达,因此垂直于壁面的质点振速要远远大于其他2个方向上的质点振速;随着应力波的传播,纵波的衰减指数大于面波的衰减指数.边界条件影响质点振动规律,质点振速在突变边界条件下的峰值衰减指数大于渐变边界条件下的衰减指数.另外,拱形结构的抗冲击荷载的能力大于平面的情况.     

基于准岩体抗拉强度的爆破振动速度衰减公式改进

萨道夫斯基公式在爆破中近区对质点振动速度的预测精度较低，使用该公式所得的预测误差可达200%~300%，不利于对爆破中近区的振动速度进行精确预测。爆破中近区压缩应力波拉伸破坏所造成的岩石片落和径向裂隙扩展现象比较明显，该类拉伸破坏现象在一定程度上加快了爆破振动速度的衰减过程。为研究爆破中近区岩体抗拉强度对爆破振动速度衰减的影响，在对国内外爆破振动速度衰减公式进行梳理分析的基础上，讨论了14个爆破振动峰值速度的影响因素，选取其中9个主要因素进行了量纲分析，将准岩体抗拉强度考虑在内，推导了基于准岩体强度的爆破振动速度衰减改进公式。结合某露天铁矿工程实例，采用1st0pt软件分别对改进公式和萨道夫斯基公式进行了多元非线性回归分析。研究表明：基于准岩体抗拉强度改进的衰减公式对该矿南、北区测点振动速度预测的平均相对误差分别为8.41%和7.01%，均高于传统衰减公式的预测精度，说明考虑准岩体抗拉强度对萨道夫斯基公式进行改进具有可行性，可为露天矿山爆破作业提供参考。     

爆破荷载作用下岩质边坡稳定性研究进展

爆破荷载是导致边坡失稳的重要外部因素。与土质边坡相比,由于节理面的存在,爆破荷载下岩质边坡稳定性研究更加复杂。综述节理对爆破应力波传播特性的影响规律以及爆破荷载作用下岩质边坡数值计算要点,并从岩质边坡自身特点、爆破应力波振动特性以及爆破荷载与其他外界因素耦合3方面详述岩质边坡动力稳定性研究现状,总结得出节理力学性质及分布,爆破应力波振动速度、频率及其衰减规律等因素是岩质边坡极其重要的稳定因素。最后,对爆破荷载作用下岩质边坡稳定性研究进行展望,为进一步深入研究奠定基础。     

双线隧道爆破振动危害数值模拟研究

以某双线隧道为研究对象,运用ANSYS/LS-DYNA程序就爆破动荷载对隧道结构影响进行有限元分析,获得了掘进隧道和相邻隧道质点振速、单元最大主应力分布特征,计算得到质点峰值振速与实测结果相对误差不超过8%.数值模拟的最大主应力结果表明:掘进隧道右侧墙受爆破振动影响最大,拱肩次之,拱脚处爆破影响最小;相邻隧道迎爆侧受爆破振动影响严重,侧墙处影响最大,拱顶次之,背爆侧受爆破影响小.     

不同断面的巷道对爆破地震波的响应规律数值分析

为了有效减弱爆破地震波对既有巷道的不利影响,需根据巷道对爆破地震波的响应特点采取合理措施。采用数值模拟的方法,研究了正入射爆破地震纵波作用下,不同断面形式巷道的洞壁和围岩振动响应。结果表明,相同爆破地震波作用下,组合式断面巷道的振动响应近似等于对应基本断面式巷道的振动叠加。直墙式巷道的洞壁振速放大效应强于圆形、椭圆形巷道,其振速沿洞壁分布的空间变异性也更大。在迎爆侧,振速放大效应主要发生在距洞壁1倍洞高范围内的围岩体上,距洞壁越近的岩体,振速放大效应越严重。巷道洞壁振动响应对爆破地震波振动频率的变化较为敏感,随振动频率的变化,洞壁振动响应的强度、空间分布均发生变化,由断面几何性质导致的振动响应差异也随振动频率的增加而增大。