冻融作用下玄武岩纤维混凝土动态压缩破坏与耗能特征研究

为探究玄武岩纤维混凝土在冻融循环境中的动态压缩破坏特征以及破坏耗能特性,采用φ50 mm分离式霍普金森压杆装置,对冻融循环次数为0次、10次、20次、30次玄武岩纤维混凝土试样分别进行冲击速度为7、11、15 m/s的冲击压缩试验。探讨了冻融循环次数和应变率对试样动态抗压强度、破碎耗能和碎块分形维数的影响,建立了动态抗压强度与冻融循环次数以及应变率的表达式,并对分形维数与冻融循环次数以及破坏耗能关系进行了分析,结果表明:增加冻融循环次数、增大冲击速度均会使试样的破坏程度加剧,且主要以劈裂拉伸破坏为主;降低应变率、增加冻融循环次数均会使玄武岩纤维混凝土的动态抗压强度降低,且在冲击速度为7 m/s、冻融循环30次时,其动态抗压强度降低率最高,为32.44%;冲击破碎后玄武岩纤维混凝土碎块具有统计意义上的分形维数,冻融循环次数的增加和应变率的增大均会造成碎块的平均粒径减小、分形维数增大;破碎耗能与冻融循环次数的变化规律与动态抗压强度一致;此外,破碎耗能与分形维数之间存在一定联系,同一冻融循环次数下,分形维数越大,破碎耗能越大;同一应变率下,分形维数越大,破碎耗能反而越小。

边坡开挖光面爆破对岩体损伤的影响分析

边坡开挖爆破必然造成边坡岩体的损伤。通过受损边坡岩体取样岩芯裂隙的统计分析、声波速度测试、岩芯切片微观结构的电镜观察及岩芯的强度试验,发现光面爆破对边坡岩体的损伤程度与爆破规模无明显关系,而与光爆孔的线装药密度有关,损伤区岩石的强度明显降低。

爆炸载荷下双孔裂纹扩展的数值模拟研究

为研究双孔爆炸裂纹扩展规律,以有机玻璃(PMMA)为介质,利用有限差分软件Autodyn分别对不同孔距(L=7 cm,9 cm,11 cm,13 cm和15 cm)下无导向孔、普通导向孔(空孔)与切槽导向孔的双孔爆炸裂纹扩展进行了数值模拟。采用线性状态方程和JH-2(Johnson-Holmquist)本构模型对体量与偏量进行描述,并引入拉伸断裂软化模型进一步刻画爆炸裂纹效果。为验证PMMA材料模型与物性参数,首先对单孔裂纹扩展进行了模拟,结果再现了裂纹粉碎区和裂隙区,径向裂纹与环向裂纹,裂纹起裂、扩展、分叉与止裂以及二次扩展等行为,成功验证了材料模型与物性参数的适用性。双孔爆炸裂纹扩展模拟结果表明:无导向孔情况下,孔距L是裂纹贯穿最重要影响因素,贯穿方式属于拉伸裂纹相互主动贯穿;普通导向孔和切槽导向孔的导向作用体现在应力集中与缩短裂纹贯穿距离上;孔距L一定时,空孔尺寸效应在一定范围内有利于裂纹贯穿。从裂纹定向扩展效果而言,切槽导向孔的导向作用最强,普通导向孔次之,无导向孔最差。裂纹贯穿机制体现在三方面,即贯穿位置、贯穿裂纹类型与贯穿方式。

切缝药包爆破机理分析与试验研究

通过理论和实验研究了切缝药包爆破机理和爆破参数，结果表明，切缝药包爆破有明显的聚能效应和护壁作用。其最佳装药不耦合系数为1．5～2．2。

PETN基聚脲炸药的性能研究

为了研究PETN基聚脲炸药的力学性能、热安定性以及做功能力,对其进行单轴压缩实验、DTG热分析以及飞片驱动实验,并与PETN/石蜡炸药进行比较。结果表明:在PETN中添加5%的聚脲能大幅提高药柱的力学性能,其压缩极限强度达到31.08MPa,相对于PETN/石蜡药柱提高了2.5倍;通过计算表观活化能及指前因子可得,在PETN中添加5%的聚脲使其热安定性提升约3.09%,但提升幅值略小于石蜡;另外,由于PETN基聚脲炸药的密度高于PETN/石蜡炸药,导致PETN基聚脲炸药的做功能力相对于PETN/石蜡炸药提升了9.9%。综上所述,在PETN中加入聚脲作为粘结剂,其在保证做功能力的前提下,有效提高基体炸药的力学性能,并降低基体炸药的热感度。上述研究结果可为PETN弹药设计和储存稳定性提供一定的参考。

模糊层次分析法在地基处理方案优选中的应用

简要介绍了模糊层次分析法的基本原理和分析问题的步骤。基于模糊层次分析法的软土地基处理方案优选,结果表明选择结果与实际相符合。

护壁爆破动态应变测试及分析

针对光面爆破和定向断裂控制爆破存在的对围岩较严重损伤破坏的问题,提出了护壁爆破新技术,包括光面护壁爆破和切缝护壁爆破,并对其装药结构、爆破过程、护壁套管力学效应进行了详细分析.在有机玻璃模型上进行的动态应变测试结果表明,光面护壁爆破护壁面方向比临空面方向的应变峰值降低45.31%,切缝护壁爆破护壁面方向比临空面和切缝方向应变峰值分别降低12.38%和70.96%,临空面方向比切缝方向应变峰值降低66.85%.分析爆破后的有机玻璃模型发现,光面护壁爆破护壁面方向基本上没有形成裂纹,临空面方向形成裂纹较多,长度较长;切缝护壁爆破技术的护壁面和临空面方向都形成3条呈对称分布的裂纹.2种爆破技术的预定开裂方向都形成了一条长而直的主裂纹,说明该方向有能量集中效应.

桩井爆破振动在边坡的传播规律及预测分析

为研究桩井爆破地震波在邻近边坡传播规律,提高预测精度,对桩井爆破振动速度进行了现场测试。现场测试结果表明:(1)切向平均衰减速率最大,径向其次;(2)爆破地震波在边坡存在坡面效应,且其具有区域性和方向性,在台阶上部边缘以垂向振速放大为主,在台阶坡面以径向振速放大为主;(3)岩土介质性质变化对爆破振动速度影响较大。提出了利用桩井开挖深度H预测K、α值的桩井深度预测公式,对比萨道夫斯基公式、高程修正公式及该预测公式,该式预测精度最高,平均误差为18.4%。

不耦合装药爆破对孔壁岩石损伤破坏的声波分析

通过测试爆破前后的声波速度变化情况,研究了5种不耦合装药结构爆破对孔壁岩石的损伤情况,并得出了一些有益的规律,可为边坡开挖、隧道掘进和石材切割爆破等提供参考。

岩土控制爆破的历史与发展现状

回顾了岩土控制爆破的历史和发展现状,详细分析了光面爆破的不足、定向断裂控制爆破的3种装药结构及其研究进展,最后介绍了护壁爆破系列技术,给出了护壁爆破的各种装药结构。

基于BP神经网络的桩基爆破振动速度预测

为研究桩基爆破振动对邻近埋地天然气管道的影响,以荣乌高速公路第7标段红泉村3号大桥桩基爆破振动为研究对象,以水平距离、雷管段数、总装药量、最大单段装药量、桩基深度和爆心距作为主要因素,建立桩基爆破振动BP神经网络预测模型,以现场测试的15组数据为学习样本对模型进行训练,以5组数据为检测样本进行预测,并将预测结果与萨道夫斯基公式和高程修正公式进行对比。结果表明:BP神经网络、萨道夫斯基公式和高程修正公式预测平均相对误差分别为7.90%、27.68%和24.30%,BP神经网络比萨道夫斯基公式和高程修正公式预测精度分别提高71.43%和67.49%。

模糊层次分析法在光面爆破效果评价中的应用

给出了基于三角模糊数互补判断矩阵的模糊层次分析法的基本原理和步骤,并将它用于边坡开挖光面爆破效果评价,结果表明评价结果与实际相一致。

护壁爆破新技术

针对光面爆破和定向断裂控制爆破存在的问题,提出了护壁爆破系列新技术,对其分类、护壁装置、护壁原理作了详细介绍。单孔模型试验和巷道掘进实验结果表明,该技术有非常好的护壁效果。该技术的开发与应用,为边坡开挖和隧道掘进等工程的爆破提供了一条便捷的途径,具有广阔的应用前景。

光面爆破对边坡保留岩体损伤规律分析

边坡开挖爆破必然造成边坡保留岩体的损伤。通过对边坡岩体取样岩芯的数量、位置以及岩芯声波速度的测试分析,认为光面爆破线装药密度对这种损伤作用有较大影响,同时岩体本身的缺陷(层理、片理、断层、节理等)也会增大这种影响作用,在选择边坡位置时应尽量选择岩体强度大,本身缺陷小的岩层。所得结果可为爆破设计和边坡稳定分析和维护提供参考。

模糊层次分析法在爆破方案优选中的应用

以降低爆破成本为目的,采用模糊层次分析法确定 最优爆破方案,并结合工程实例,给出了此方法的基本原理, 计算步骤。实例计算结果与层次分析法所得的结果一致。 模糊层次分析法用于爆破方案优选,计算简便,可用数值反 映各方案的优劣程度,是一种很实用的优选方法。

改进光面爆破边坡开挖试验研究

提出了两种改进的光面爆破边坡开挖方法。通过对孔壁压力与不偶合系数的关系分析和模型试验结果证明,改进方法开挖效果明显优于传统方法,并具有推广使用的价值。

岩巷楔形掏槽爆破影响因素灰色关联分析

基于水泥砂浆模型试验,分析了楔形掏槽爆破的影响因素,并采用灰色关联理论对各影响因素进行了灰色关联分析。以理论掏槽体积、抗压强度、炮孔倾角、切缝管及纵波速度为相关因素变量,掏槽体积、掏槽深度及大块率为系统特征变量,对各因素关联度大小进行了优势分析和排序,得出炮孔倾角对掏槽爆破影响最大(关联度2.3893)的结论,为改善岩巷掏槽效果提供了理论依据。

光面护壁爆破水泥砂浆模型试验研究

针对光面爆破和切缝药包爆破存在的问题,提出了光面护壁爆破新技术,对其装药结构、护壁装置和爆破原理作了详细介绍。单孔模型试验结果表明,单层、双层和三层护壁套管光面爆破的应变降低率分别为43.97%,38.32%—86.93%和29.25%。不同层数护壁套管光面护壁爆破时,护壁面方向比临空面方向的应变值都明显降低,但护壁套管为2层时降低最多。爆破过程的高速摄影也显示,试件基本按照预定开裂方向裂开,护壁面方向介质基本完好。该技术较好的护壁效果预示着它将有非常广阔的应用前景。

边坡岩体初始损伤对爆破作用影响的微观分析

为了研究爆破作用对岩体的破坏损伤,采用对边坡保留岩体钻芯取样,进行岩芯切片微观试验,发现岩体初始损伤对爆破作用有较大的影响,在爆破设计时有必要考虑这种影响作用。

基于FAHP的巷道爆破效果评价模型与应用

巷道掘进爆破效果受到多种因素的影响,为了评价巷道掘进爆破的效果,建立了巷道掘进爆破效果的模糊层次分析综合评价模型,并给出了模型计算方法。将模型用于某铁矿巷道掘进爆破的效果评价,结果表明评价结果与实际情况基本一致。