隧道救援通道爆破对特大溶洞壁的振动影响监测分析

在清连高速公路B4标的白须公隧道救援通道爆破施工过程,对爆破震动进行了监测,通过对溶洞壁的质点振动速度峰值统计分析,得出了爆破地震波在溶洞壁上的衰减规律。探讨了隧道爆破对于临近溶洞的安全质点振动峰值震速,为隧道穿越溶洞段的施工积累了经验。     

平导开挖空间对爆破振动衰减规律的影响

以黔江-张家界-常德(黔张常)客运专线桑植隧道为工程依托,在同一工况下,于不同空间位置布点测试围岩质点振速,分析与探讨了爆破振动衰减指数的变化规律。结果表明,单一方向振动速度与振动合速度相应的爆破振动衰减规律存在偏差,后者的可靠性更好。由于测点空间位置的不同,不同的爆破能量传播路径导致了爆破地震衰减规律的明显变化。针对不同空间点位爆破地震强度变化的特点,探讨了爆破振动对溶洞与相邻隧道周边围岩的损伤情况。     

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.     

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。     

动采影响下地下井巷的动力特性

通过地下井巷的生产爆破震动观测试验，在峰值质点振动速度及其主振动频率分析的基础上，较为详尽地论述了动采作用下地下井巷的动力特性。通过分析生产爆破震动观测结果，具体探讨和解释了地下开采生产爆破所产生的震动现象及其原因，并得出了比例药量与距离条件下的峰值质点振动速度衰减经验公式，基于峰值质点振动速度衰减规律的分析，指出爆破震动在生产爆破点邻近区域衰减较快，生产爆破产生的质点振动速度主振频率分布在以45Hz为中心的较小范围，同时指出峰值质点振动鎏度及其主振频率主要受爆破药量与观测距离影响，而且爆破地震波的传播还与介质体的物理几何特性密切相关。     

某大型土石方爆破振动测试实验研究

为了研究某土石方爆破是否对周围建筑物构成安全隐患,通过爆破振动测试对该土石方爆破进行爆破振动测试。根据振动测试数据分析得出该土石方爆破的质点振动速度峰值最大为1.384cm/s,符合安全规定,所以该土石方爆破对建筑物是安全的。     

小官庄铁矿巷道掘进爆破地震波传播特性研究

以巷道掘进爆破为研究对象,基于撒道夫斯基公式对爆破地震波传播规律进行研究。监测结果显示最大振动速度为0.39cm/s,质点峰值振动速度随爆源距的增加呈指数衰减趋势。拟合结果相关系数达到0.97,相关度高,所得公式可为巷道掘进爆破装药量及安全距离的设计提供参考。     

冬瓜山铜矿深孔爆破振动衰减规律分析

对冬瓜山铜矿深孔爆破进行监测,得到井下质点爆破震速。利用萨道夫斯基公式对质点爆破震速、段药量、爆心距进行回归分析,得出该矿爆破振动速度的衰减规律及爆破振动主频变化规律,为以后的爆破设计提供依据。     

露天深孔台阶爆破振动特征分析及安全控制

为了分析爆破振动作用下露天开采临近巷道稳定性问题，开展爆破振动监测试验。通过对矿山工程概况和爆破参数的调查，设计监测方案，统计分析监测结果。结果表明：最大爆破振速为3.53 cm/s,小于极限值5 cm/s;三个方向振速衰减方程可以较好地描述振速衰减规律；爆破振动速度随着爆心距的增大而降低，爆破振速在垂直方向衰减最快，径向次之，水平方向衰减最慢；基于各监测点的主频率在20～100 Hz之间振频分布范围较广，最大值较高；在不考虑重复导致围岩爆破损伤积累的前提下，露天开挖爆破振动不会引起平硐的破坏。     

拉底过断层巷道中深孔爆破振动监测与分析

爆破振动监测分析中,通过对监测数据的回归分析得到合理的K、α值,进而推导出适用于现场地质地形条件的爆破振动经验公式,对有效控制爆破振动,确保巷道围岩的安全有着重要作用.为得到普朗铜矿3736 m水平拉底过断层中深孔爆破振动衰减规律,首先,对现场拉底工艺技术、中深孔爆破参数设计与拉底巷道破坏现状进行了调研,设计并实施S5S西沿拉底巷道中深孔爆破振动监测,记录中深孔爆破时拉底巷道围岩质点振动的实时数据;其次,去除实测数据中误差较大的部分,结合萨道夫斯基爆破振动经验公式对剩余数据进行回归分析,得到经验系数K=88.235、α=0.80,进而得出适合于现场的爆破振动衰减规律V=88.235(3√Q/R)0.80,与该区域岩性基本吻合,可以准确反映该区域的爆破振动波衰减规律.     

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。     

高程对某露天矿边坡爆破振动传播规律的影响

以马钢集团某露天铁矿为例,从爆破振动影响下边坡稳定性控制及周边建（构）筑物等的安全出发,采用爆破振动现场测试方法,开展了高程因素影响下爆破振动传播规律试验研究;采用量纲分析提出了萨道夫斯基修正公式。研究结果表明：随着高程差的增加,爆破振动速度在台阶部位岩体上存在“鞭梢效应”,即表现出高程放大效应;爆破振动速度放大系数随测点至爆源水平距离的增加呈现出衰减规律,且放大系数在水平距离300 m范围内较为明显;爆破振动速度随高程差的增加以衰减为主,高程放大效应随高程差的增加而逐渐增大,且高程放大系数在高程差200 m范围内增长迅速,500 m后趋于稳定;高程差的存在增大了爆破振动危害。采用修正的萨道夫斯基公式提高了矿山边坡爆破振动速度预测的精确性,对于采场边坡及周边设施的安全控制具有指导意义。     

隧道爆破振动速度研究

在隧道爆破开挖中,频繁反复的爆破冲击动压力对隧道设计轮廓线、施工误差和围岩的稳定性等有很大影响。依据爆炸动力学理论和弹性波动理论,分析了同时起爆和微差起爆所产生的爆炸应力场。根据爆炸波在传播过程中的叠加机理,提出了爆破后隧道围岩质点振动速度解析解。爆破振动速度解析解的提出,为隧道开挖采用合适的爆破掘进方法、减少施工误差及提高围岩的稳定性提供了理论依据。     

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。     

台阶高度对爆破振动高程效应的影响研究

爆破引起的振动是影响爆破生产安全和边坡岩体稳定性的重要因素,因此展开对爆破振动高程效应的研究是有必要的。本文通过现场爆破振动实测和混凝土模型爆破振动试验,研究台阶高度与爆破振动高程效应的关系,结果表明:高程对爆破振动既有放大效应也存在衰减效应,以衰减效应为主,放大效应为辅。在高程放大效应显现明显的区域,放大倍数随着高程差的增加,呈现先增大后缩小的变化规律。从整体来看,距爆源水平距离相等的测点,台阶的振速低于平地,在高程放大效应显现明显的区域除外。     

周期性爆破振动下围岩的损伤累积效应

采用现场测试的方法对岩石巷道爆破近区的振动进行测试,随着掘进工作面的推进,得出了爆破振动沿巷道侧壁的传播衰减规律;利用超声波测试技术对巷道侧壁的损伤规律进行研究,揭示了爆破振动下岩体的损伤累积规律。研究发现：在爆破近区15 m内爆破振动衰减缓慢,之后有一个急剧衰减过程,掘进工作面推进到25 m时,爆破振动衰减到1 cm/s左右。通过比较发现斜线法更适于巷道侧壁的损伤测试,工作面推进到10~20 m时损伤度急剧增长。综合分析爆破振动与声测结果得出：在周期性爆破振动载荷下垂直于测试孔方向的微裂纹得到优先发展,爆破振动的衰减是岩体内部损伤发展的外在表现。