定向断裂掏槽技术试验与分析

利用定向断裂控制爆破技术能使爆炸后的能量有方向性地集中释放这一特点,试验分析了该技术在掏槽爆破中的应用情况.在实验室进行模型试验的基础上进行了现场试验,并取得了较好的爆破效果.     

冲击荷载下缺陷介质裂纹扩展的DLDC试验

采用数字激光动态焦散线试验系统,利用落锤冲击含预制裂纹(倾斜角度分别为0°,30°,45°)的缺陷介质,研究裂纹扩展的动态行为.结果表明:冲击荷载下,裂纹会于预制裂纹一端起裂,扩展至整个试件,且扩展路径指向重锤落点;主裂纹尖端的动态应力强度因子振荡增大又减小,然后增大至最大值时主裂纹起裂;次裂纹起裂前,KId振荡变化,起裂后迅速增大后振荡减小;主裂纹起裂后,速度迅速减小;次裂纹扩展速度先增大后振荡减小,与KId的变化趋势保持一致;含缺陷的冲击断裂试验中,主裂纹起裂时间较晚.     

基于HHT方法的爆炸应变波时频分析

为探究固体介质中爆炸应变波信号特征,采用Hilbert-Huang Transform(HHT)方法对爆炸应变波信号进行时频分析;讨论爆炸应变波信号EMD分解及时频能分布特征,并将HHT分析结果与Short Time Fourier Transform(STFT)对比;通过分析爆炸波在空气、岩石介质中传播的数值模拟结果与爆炸应变波在有机玻璃中传播的动光弹实验结果,探讨爆炸波信号多频率作用特征。结果表明,爆源近中区爆炸应变波主频率在几百千赫兹到几兆赫兹范围内;HHT方法明显表现出爆炸应变波传播的细节特征;固体介质中爆炸应变波信号波形为由不同频率波动共同作用结果。     

基于MAT96本构模型的钢筋混凝土结构爆破拆除数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,分析了基于MAT96本构模型的钢筋混凝土结构爆破拆除过程。混凝土实体单元的单轴压缩模拟试验表明,材料的峰值抗拉强度为2.4 MPa,抗压强度为30.0 MPa,无围压压缩强度约为拉伸强度的12倍;在三轴压缩模拟试验中,随着围压升高,混凝土的抗压强度显著增加、变形显著增大,其模拟结果与真实混凝土试验相近。基于MAT96本构关系的混凝土试件在拉伸模拟试验中呈现的是混凝土的劈裂破坏,而压缩呈现的是对角线破坏,类似于混凝土材料实验室破坏模式,验证了MAT96材料本构关系与混凝土吻合较好。结合整体式建模模拟钢筋混凝土结构爆破拆除倒塌过程,基于计算结果,分析了建筑物在倒塌过程中的前冲、后坐、鼓胀等问题,并对整个倒塌过程做出了定量描述。通过与工程实践相对比,得知模拟结果较符合实际情况,对钢筋混凝土结构建筑物的拆除爆破工程具有指导意义。     

内爆法建筑倒塌过程和局部构件破坏数值模拟

为了探究内爆法拆除技术机理,通过混凝土本构MAT96,结合整体式建模对某建筑内爆法拆除的倒塌过程进行数值模拟,并对建筑物在倒塌过程中局部构件的破坏损伤情况进行分析研究,表明采用内爆法爆破拆除钢筋混凝土框架结构高层建筑物时,其倒塌过程强化了构件间相互的碰撞冲击挤压作用,能有效减少了结构体触地后的碰撞冲击能,被拆除建筑物的塌落振动效应也会随之降低,对于拆除爆破中结构构件破碎与解体的主要作用为构件间的碰撞冲击作用。     

复合顶板大断面煤巷围岩稳定性试验研究

为探讨复合顶板大断面煤巷围岩渐进性破坏机理,以晋城煤业集团赵庄煤矿为工程背景,采用石膏单元板等相似材料,进行了煤巷开挖掘进、锚杆与锚索一体化支护相似模型试验研究。研究结果表明：分级加载条件下,以泥岩和砂质泥岩为主的复合顶板大断面巷道围岩底臌严重,围岩两帮移近量相对较小,顶板整体下沉较大;围岩底臌属挤压隆起型,两帮属脆性压裂破坏,顶板破坏呈现出离层破坏特征;顶、底角处的围岩受到水平应力为主的双向应力,其破坏均为剪切型挤压破坏。     

斜井施工中红黏土层高效钻眼爆破试验

在红黏土层中进行巷道掘进作业时,采用钻眼爆破施工工艺经常遇到钻孔困难、炮孔参数设计要求严格、掘进速度慢等问题,基于此分别对红黏土层中的钻眼成孔和爆破机理进行分析研究.通过改进钻眼成孔机具,采用EZ1-21/2手持式气动钻机配梅花钻头和麻花钻杆进行成孔作业,大幅加快了成孔质量和速度;通过优化炮眼排列、角度、深度、装药量等...     

应力解除法测量煤矿地应力精度的影响因素研究

根据在多个矿区的实测经验总结分析了影响应力解除法测量地应力精度的因素,并在张集煤矿进行了地应力测量。研究结果表明,地应力测量前应充分考虑各种因素对测试结果的影响,如测点位置的选择和围岩的性质,钻孔过程中岩芯断裂的影响、钻头高速转动对地应力数值的影响、小孔同轴度及成孔质量的影响。通过在张集煤矿进行试验巷道的地应力测量,得到巷道同一水平六号钻场最大水平主应力为37.10MPa,方位角为104.0°;七号钻场最大水平主应力为31.33MPa,方位角为112.5°,指导了巷道的走向及支护参数的设定,减轻了巷道支护难度,加快了巷道掘进速度。     

爆炸载荷作用下静裂纹对运动裂纹扩展影响的实验研究

采用数字激光动态焦散线实验系统,研究爆炸载荷下静裂纹与动裂纹相互作用的影响规律。结果表明:在爆炸载荷作用下,动裂纹与静裂纹贯通,随着预制裂纹起裂点与静裂纹间距L的增大,翼裂纹平均扩展长度逐渐减小,L增大到一定值时,翼裂纹无法起裂;动裂纹的扩展速度和动态应力强度因子在接近静裂纹时呈现出减小的趋势,由于动裂纹尖端应力场的影响,静裂纹两端出现明显的焦散斑;随着间距L的增大,翼裂纹的扩展速度和应力强度因子逐渐减小;翼裂纹扩展过程中的动态特性随间距L的改变表现出明显的差异性,间距L增大,翼裂纹的扩展速度峰值和动态应力强度因子峰值减小。