基于岩体质量的爆破控制参数及可靠度分析

中国现有爆破相关规范仅依据岩石的软硬程度选取萨道夫斯基公式中爆破振动控制参数K、α值,存在一定的主观性和随意性。基于此,统计多个工程实例的爆破振动衰减规律和岩体质量分级,量化参数K、α。同时,鉴于岩体参数离散特性所引起的爆破振动不确定性,对质点峰值振动速度(PPV)进行了概率分析。结果表明:(1)与现场爆破试验相比,所建立的K、α与岩体质量分级指标BQ的关系式,可以应用到无爆破试验条件下的爆破振动控制参数的选取;(2)所提出的爆破振动不确定性概率分析方法,可以兼顾岩性参数离散的特点与场地实测爆破振动衰减规律,获得的PPV不确定性因子分布,可以定量评估爆破振动的可靠度,是合理预测PPV的必要补充。

花岗岩残积土动态冲击性能的SHPB试验研究

为研究花岗岩残积土的动态冲击性能,开展了高速冲击下的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验,与常规应变率下的试验结果比较,分析了高应变率对花岗岩残积土的应力-应变特性和强度的影响。结果表明:低、高应变率下的花岗岩残积土的σ-εa(轴向应力-轴向应变)曲线均呈现出软化型。随着应变率e&增加,σ-εa曲线向ea增大的方向移动,破坏应变εaf增加。但高应变率下εaf增加的程度更加明显。花岗岩残积土的峰值强度普遍具有应变率依赖性,二者可用直线关系拟合,但低、高应变率下的拟合关系并不一致。提出了率敏性因子m定量评价依赖性强弱。研究发现,随着应变率的提高,强度的应变率依赖性减弱,低应变率下的m为26.694,而高应变率下仅为0.013。相关试验结果指出,高速冲击荷载对土体总体有害。工程中应该采取合理措施控制冲击荷载的危害。该研究有助于深化花岗岩残积土动态冲击性能的理解,为相关工程的施工与设计提供技术参考。

基于FLAC 3D的大型地下洞室群分步开挖稳定性数值模拟研究

中国的水电建设事业正在迎来又一次新的发展时期,这些水电工程的地下厂房通常采用深埋的大型地下洞室群结构。洞室群大多处于高山峡谷等复杂的地质环境中,并且岩体介质性质特殊,使得分步开挖过程围岩稳定性问题突出。围岩稳定性研究有较多方法,其中数值模拟方法高效、方便、灵活,而基于快速拉格朗日分析的FLAC 3D数值计算是地下洞室围岩稳定性的有效分析方法。本文将以西部某水电站地下厂房为工程背景,用FLAC 3D数值模拟方法来研究大型地下洞室群分步开挖稳定性,具体内容及结果如下:1) 拟定三种不同的开挖顺序,用FLAC 3D软件模拟、计算分步开挖过程;2) 分析计算结果,总结洞室围岩变形、应力分布及塑性区范围变化规律,给出开挖过程重点监测部位;3) 对比计算结果,评价不同开挖步序的合理性,得出最优开挖顺序方案。

不同冲击载荷下层状千枚岩压缩力学特性研究

为研究不同冲击速度下层状岩石动态力学特性,采用分离式霍普金森杆压杆装置对千枚岩进行动态冲击试验。研究冲击速度与层理倾角对层状岩石应力-应变曲线、破坏应变及应变率的影响:并从破碎形态、波传播特性、能量吸收等方面对岩石的破坏模式进行分析。结果表明,层状千枚岩试样破裂面类型分为4类,低冲击速度下,试样大多以单一的破裂面形式破坏,高冲击速度下多种破裂类型混合发生。随着冲击速度的增大,破裂类型增多,岩石平均破碎尺寸减小。岩石的动态破坏强度随倾角增加呈现先减小后增大的趋势,高冲击速度下这一趋势更加显著。同一冲击速度下,随倾角增大,应变率先减小后增大,试样破坏应变随倾角变化先增大后减小,表明低冲击速度下,22.5°倾角试样最易破坏,高冲击速度下,45°?67.5°倾角试样破坏最为容易,0°?22.5°倾角试样最难破坏。在低冲击速度下加载方向与层面处于45°?67.5°夹角时破碎效果较好,能量利用率较高;高冲击速度下加载方向与层面处于90°夹角时破碎效果最佳,能量利用率最高。