岩体临空面块体振动响应规律研究

结构面是控制岩体工程局部稳定的关键因素之一,查明结构面赋存及组合状态是岩体稳定性分析的前提条件,目前常采用地质调察的方法,由于勘察手段的局限性,存在遗漏时常需要补充勘察,成本耗费高。通过开展室内试验,对结构面模型的表面振动响应规律进行了研究,研究表明:对于单结构面模型,结构面前方的质点振幅存在增幅效应,对于由两条结构面切割的块体模型,仅在远离动力输入侧的结构面前方存在振幅放大效应。在试验成果的基础上开展了数值模拟分析,分别对不同结构面倾角的岩体模型进行计算,结果表明:相对于萨道夫斯基经验公式得到的振动衰减规律,当结构面与爆源方向地面夹角θ值小于90°时,结构面前方的振动波入射区域质点振幅存在明显放大效应,结构面后方质点振动幅值则显著衰减。随着结构面与边界面夹角θ的减小,结构面前质点峰值振速增幅率逐渐增大,并在θ=20°时波幅放大2.8倍。通过合理布置爆破振动监测测点,这一规律为爆破工程中识别结构面及块体提供判据。

地铁硬岩基坑旋挖临空面爆破开挖技术

临空面在现有岩体爆破破碎理论中扮演着极其重要的角色,镇海路站端头井为基坑内平地上进行下挖爆破,爆破开挖无临空面,爆破约束作用较大、效率低。针对这一问题,在端头井中间利用旋挖钻钻设1个直径1m的垂直空孔作为临空面,既能减少爆破震动,又节约工期,经济效益显著,爆破效果良好,可在类似工程中推广使用。

地铁硬岩基坑旋挖临空面爆破开挖技术

临空面在现有岩体爆破破碎理论中都扮演着极其重要的角色,镇海路站端头井为基坑内平地上进行下挖爆破,爆破开挖无临空面,爆破约束作用较大、效率低。针对这一问题,在端头井中间利用旋挖钻钻设1个直径1m的垂直空孔作为临空面,既能减少爆破震动,又节约工期、经济效益显著,取得较好的爆破效果,可在类似工程中推广使用。

临空面对爆破震动强度影响的数值研究

现有岩体爆破破碎理论中,临空面都发挥着极为重要的作用,利用临空面的破岩作用来达到降震的目的成为研究的重点。然现有研究多是理论探讨和现场试验,数值模拟方面鲜有涉及。本文采用LS-DANY有限元程序,定量分析了不同临空面数量时隧道结构的爆破震动响应,从数值上探讨了临空面对隧道爆破震动响应的影响机理;并结合西康二线小瓢沟隧道爆破开挖施工时既有大瓢沟隧道的振速实测数据,验证了数值模拟的合理性。研究结果表明,隧道爆破开挖施工中临空面的合理构造可有效降低既有结构的震动响应,所得结论亦可为新建隧道钻爆施工方案的优选提供理论依据。

无临空面深层岩体爆破增渗模型试验相似律研究及相似条件的实现

依据所分析的无临空面深层岩体爆破增渗的特点,在模型试验相似理论基础上进行无临空面深层岩体爆破增渗模型试验相似律研究。结合内蒙某低渗透砂岩型铀矿工程地质及水文地质实际情况,根据所推导的模型试验相似准则,通过理论分析及试验研究,实现了模型试验的几何条件、边界条件、爆炸荷载及材料的相似,为实施爆破增渗模型试验打下基础。

基于临空面特征的采动斜坡变形破坏规律研究

西南山区采动斜坡变形失稳灾害频发,复杂的地质环境条件导致岩质采动斜坡变形破坏规律复杂。而高陡临空地形是西南山区采动斜坡具有的显著特征,研究临空面影响采动斜坡变形破坏规律对于山区采动地质早期识别具有重要意义。以贵州都匀煤洞坡变形体为例,构建了采动斜坡工程地质模型,通过数值试验分析了有无临空面及不同临空面坡度条件下的斜坡变形破坏规律。结果表明:有临空面的采动斜坡岩层会同时发生朝向采空区和临空面的拉裂变形,距离坡表近的煤层开采对斜坡坡顶变形影响较大,煤洞坡斜坡坡顶大裂缝与下方的A4煤层开采直接相关;而无临空面的斜坡变形破坏范围局限在采空区覆岩,覆岩冒落范围和变形开裂程度也小于有临空面的采动斜坡。有临空面采动斜坡水平位移和范围明显大于无临空面的斜坡,而斜坡下沉位移受临空面影响较小,但受重复采动影响较大。同时随斜坡临空面坡度增加,靠近临空面区域的覆岩水平位移会加剧;随临空面坡度增大,采空区覆岩朝向临空面及采空区方向拉裂变形范围和程度也逐渐增大。临空面增大了山区采动斜坡水平移动范围和斜坡开裂程度,临空面具有变形"增大效应"。

考虑临空面冲击波反射的复合结构水压爆破

对水压爆破时结构物临空面的冲击波反射情况进行了分析,提出了在不同的冲击波反射强度时的水压爆破药量计算公式,常用的水压爆破药量公式没有反映临空面的影响,所以该公式是对常用的水压爆破药量公式的改进,在实际工程中得到了成功应用。

基于超声法的无临空面水泥塞强度在线测量技术研究

所建立的基于超声法的水泥塞强度埋入式在线测量技术,有效解决了部分特殊工程中无临空面水泥塞强度无损检测的难题。根据换能器埋入水泥塞的影响试验、耦合效果试验及水泥塞温度对超声声速影响试验研究结果,表明埋入式在线测量方式能有效测量无临空面水泥塞早龄期强度,且对水泥塞及工程施工没有影响。

循环载荷作用下边坡临空面质点运动轨迹特征探讨

循环荷载作用下边坡岩土体容易产生变形破坏,边坡各部位的破坏方式存在不同。基于数值模拟技术,建立2个不同高度的边坡模型,分析了坡肩处质点分别在10Hz垂向压缩和水平剪切循环荷载作用下的运动轨迹特征,并依据物体受力运动与变形之间的关系确定了坡肩潜在的破坏方式。研究表明:2种加载方式下坡肩质点的运动轨迹均呈椭圆形,加载方式和坡高对坡肩质点的运动轨迹及边坡的潜在破坏方式都有一定影响。低边坡坡肩质点在垂向压缩循环荷载下主要表现为垂向振动,该处岩体发生拉破坏的可能性大;在水平剪切循环作用下该质点主要表现为水平向振动,坡肩岩体发生剪破坏的可能性大。对高边坡而言,坡肩质点水平向与垂直向的振动幅值之差较低边坡坡肩质点的明显小,说明高边坡坡肩在这2种循环荷载最有可能产生拉剪破坏。

背临空面微差控制爆破技术

背临空面微差控制爆破技术张英才，孙玉宁（焦作工学院４５４１５９）１问题的提出在城市爆破拆除中，控制爆破不仅要很好地控制爆破效果，更重要的是控制爆破危害。这些危害严重威协着爆点附近的安全、限制着控制爆破的应用范围，阻碍着爆破技术发展，爆破地震主要与炸药...

临空面数量对爆破振动特征的影响研究

通过河北丰宁抽水蓄能电站探洞中的逐孔爆破试验,对比了不同临空面条件下爆破诱发振动的差异,并采用SPH-FEM耦合方法分别对不同临空面条件下的单孔爆破破碎过程和爆破诱发振动进行了对比分析。研究结果表明,在岩体条件和单响药量相同的前提下,爆破开挖临空面显著影响峰值振动速度的大小,临空面越多,爆破诱发的峰值振动速度越低。爆破设计过程中需要考虑开挖临空面的影响,随着临空面数量增加,场地系数显著减小,衰减系数则变化不明显。

临空面对TBM楔刀贯入破岩效果影响试验研究

为提高深部地下高地应力硬岩掘进效率,对有、无中间临空面的板状花岗岩试样进行了楔刀垂直贯入破岩试验,以探究临空面辅助作用下不同围压、不同楔刀与临空面的距离、不同临空面深度等对楔刀破岩效果的影响。试验结果表明:临空面辅助破岩可大幅降低破岩比能耗;在临空面辅助作用下,楔刀下主裂纹向下延伸后朝向临空面发展贯通,形成三角形大粒径块体岩渣,减小了岩屑的产生;围压对破岩效率具有重要影响,在最优围压时破岩比能耗最低;主裂纹贯通至临空面底部时,伴随楔刀与临空面的距离增大,破岩比能耗呈现非线性增长;临空面深度控制主裂纹朝向临空面发展贯穿,从而影响破岩比能耗。研究结果为TBM高效破岩提供了新思路。

临空面对破碎锤冲击破岩效果的影响研究

为深入研究液压破碎锤冲击机理,利用自行设计的冲击试验装置展开试验,结合有限元-离散元耦合方法分析其在临空面辅助作用的破坏特性。试验结果表明:在临空面辅助作用下,岩石破坏强度得到劣化,冲击峰值力随临空面距离的增加呈先增加后稳定趋势,且在保持临空面距离不变情况下与冲击能量不相关;破岩比能耗随临空面距离的增加呈先下降后上升趋势;为达到最优破岩比能耗,临空面距离应选取能使岩石经一次冲击即可完成劈裂破坏时的最大值。研究结果为高效破岩提供了理论依据。

覆盖岩溶临空面稳定性研究

覆盖岩溶性临空面是指覆盖岩溶场地中建筑物基底应力影响范围内具有陡倾角土岩交界面的一种岩土组合地质体。稳定性的影响受到很多因素制约 ,除岩性自身强度外 ,主要是荷载的总量值和荷载的施加位置 ,其次是桩基的入岩深度与桩径。在桩荷载作用下 ,临空面岩体的破坏将主要发生在桩基附近而不是在坡脚。

岩溶地区嵌岩桩桩端岩体临空面稳定性初步探讨

岩溶地基突出问题不是地基强度而是地基稳定性,尤其是桩端岩体临空面稳定性。通过极端岩体临空面半定量分析评价及深井静载荷试验,发现当前岩土工程中一些理论不甚合理。经过研究分析,认为桩端应力影响范围内,结构较为完整的岩体临空面,在无外倾结构面和桩端受力小于岩基承载力的情况下,稳定性良好。由于这一观念的转变,对实际工程可产生很大的经济效益。

临空面效应下黄土平面应变试验研究

把TS-526真三轴仪改造成平面应变仪,考虑临空面效应,对陕西杨凌非饱和重塑黄土在单侧刚性约束和双侧无约束两种情况进行了不同含水率、固结压力、干密度条件下的平面应变试验,分析以上因素对土体变形和强度特性的影响。结果表明:随着含水率的升高,干密度减小,固结压力降低,土体强度降低;单侧刚性约束条件下,土体的体变一直处于剪缩状态,而双侧无约束土体的体变先剪缩后剪胀;侧限约束条件对侧向变形影响很明显,同条件下单侧刚性约束土体强度较双侧无约束土体强度高;随着固结轴压的增大,侧限条件对土体强度影响逐渐减弱。

覆盖岩溶临空面对水平承载桩嵌固端承载力的影响试验研究

岩溶地区基岩岩面起伏很大,当水平承载桩嵌固在覆盖岩溶临空面附近时,覆盖岩溶临空面可能会失稳,导致嵌固端失去承载能力。该文设计了含覆盖岩溶临空面和一个软弱结构面组合地质条件下的嵌固端室内模型,考虑了临空面在桩前和临空面在桩后两种工况。进行水平加载试验后,结果表明:临空面和结构面的存在降低了嵌固端的承载力,且桩前临空面对桩嵌固端承载力的影响更显著。在此基础上,基于极限平衡法,提出了含覆盖岩溶临空面和结构面的嵌固端岩体承载力验算方法,并通过比较计算结果和试验结果,对计算假设条件和计算方法进行了验证。

白鹤滩水电站台式启闭机临空面检修平台的设计与应用

台式启闭机在进行日常维护检修时,需在临空面对台车行走部位进行检修,为保证检修作业过程中的安全与便捷,达到检修的要求和目的,设计研制了一种用于台车临空面检修的平台。同时,为达到设计选型要求,对检修平台重要部件进行有限元分析。

临空面理论在兰渝铁路LYS-2标隧道中的应用

合理控制临空面可以获得较好的爆破效果,软弱、破碎地质围岩的洞室內缩及坍塌变形一般朝临空面方向发生,且变形幅度与坍塌风险均随临空面的增大而增大.以兰渝铁路LYS-2标隧道实际施工控制为例,分析了临空面在隧道施工中正反两方面的作用,从控制临空面角度阐述了防止隧道变形的措施.

提高剪力墙临空面施工缝一次成型合格率施工技术

施工中因人为因素、机器设备问题、材料质量、施工工艺方法、以及周边环境等各类复杂因素的影响,剪力墙临空面施工缝出现错台、蜂窝、麻面等质量缺陷,导致剪力墙临空面施工缝一次成型合格率不高。本文通过工程实例,采取3项措施,有效地解决了临空面施工缝质量缺陷问题,取得了良好的经济效益和社会效益。