冻土隧道复合不耦合装药结构试验研究

冻土隧道爆破开挖过程中,炸药爆炸产生大量高温高压的爆生气体,破坏周围冻土原有的热平衡,易引发特殊的工程灾害.本文提出一种新型装药结构--复合不耦合装药结构(水或盐水 空气不耦合装药结构),并在爆破洞室进行不同装药结构的降温对比试验研究和不同试验条件下的试件爆破损伤参量研究.结果表明,该装药结构能够有效吸收部分爆生气体的热量,降低爆生气体和工作面的最高温度,改变爆炸应力波和爆生气体的能量分配比例,达到降温和减振的效果.这种复合不耦合装药结构在风火山冻土隧道开挖中进行实地应用,取得良好的爆破效果.     

柱形装药爆破作用下岩石破坏分区理论解析

研究柱形装药爆破下岩石破坏分区半径、破坏各区位移应力和周边控制爆破时装药径向不耦合系数计算问题。基于炸药爆轰波的C-J理论和空腔膨胀理论,采用Tresca屈服准则模拟爆破近区的本构关系,利用爆破近区的速度场建立破碎区的动力控制方程,结合径向裂纹区的准静力平衡方程和弹性振动区的应力-应变关系,给出柱形耦合和不耦合装药爆破作用下岩石破坏分区半径及计算点位移应力的理论解析,推导周边眼控制爆破的装药径向不耦合系数和单孔装药量计算公式。根据破坏区半径比的结果与已有文献结果的比较,证明了本文理论方法的正确性和可靠性。     

不耦合装药爆破开挖隧道的作用机理

在隧道的爆破掘进中广泛采用空气柱间隔不耦合装药爆破,这种装药结构可改变冲击波对岩石的作用过程,有利于隧道断面的成型。文章从理论上研究分析了空气柱间隔不耦合装药结构爆破的作用机理,进而更有效地指导现场隧道的爆破施工。     

混凝土中装药方式影响爆破效果的数值分析

基于大型非线性动力分析软件LS—DYNA，采用著名的混凝土损伤Johnson-Holmquist-Concrete模型，针对无限混凝土介质中深孔爆破时的耦合装药方式和不耦合装药中的干孔、湿孔爆破，展开了对比数值计算，综合分析了它们在损伤分布、静水压力、振动速度和加速度以及动能等衰减上的差异，得出的结论具有一定的参考价值。     

炮孔填塞材料对岩石爆破的影响模拟分析

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟分析了无填塞、填塞聚氨酯和填塞炮泥3种工况下填塞材料对岩石爆破效果的影响规律。结果表明:与无填塞相比,炮孔填塞后岩石爆破效果更好;填塞聚氨酯和填塞炮泥均可以降低冲击波在岩体内的衰减速率,延缓爆炸气体的散失,增强爆破岩石内部爆炸气体对岩石的气楔作用,使岩体爆破更加完全;炮孔填塞聚氨酯时岩石所受压力峰值比填塞炮泥时大,应力作用时间更长,爆破效果更好。     

风火山隧道光面爆破盐水不耦合装药结构试验研究

研究目的:针对青藏铁路风火山冻土隧道特殊地质条件和气候条件,研究隧道内气温高容易引起隧道围岩融塌的问题。研究方法:理论分析引起隧道工作面温度升高的原因,针对盐水-空气复合不耦合装药结构,进行理论与模拟试验研究。研究结论:爆生气体是影响冻土热平衡的主要热源之一;盐水介质对爆生气体的降温效果十分显著,高达70%;采用NaCl盐水水炮泥封堵炮孔的技术措施,可达到降低工作面温度和有效降尘的目的;采用复合不耦合装药结构可以有效降低爆破对围岩的损伤。     

路堑爆破边坡质量控制技术的发展与分析

分析了路堑爆破边坡质量控制的几个重要技术要素,主要是重视不耦合装药结构的作用,确保预裂爆破成缝及处理好预裂炮孔与前排药包位置的关系.建议在路基设计规范中,进一步强调硬质路堑边坡应采用光面、预裂爆破,提高施工单位露天石方施工技术装备水平,组织有规模的光面、预裂爆破示范工程,开展智能专家设计系统和设计优化技术的研究.     

青岛地铁隧道爆破开挖振动控制研究

研究目的:以青岛地铁3号线试验段工程为背景,通过对隧道掘进向地表振动速度检测试验,得到浅埋隧道开挖爆破不同作用类型炮孔引起的地表振动特性及其衰减规律,并在不降低循环进尺的前提下,提出有效的降振措施。研究结论:开挖掌子面上不同的炮孔爆破类型其衰减规律有所不同,随着爆破起爆段别的增加,衰减公式中的K值逐渐递减,α基本保持不变;根据K、α值的变化规律和影响因素,采取了增加中心孔优化掏槽方案、调整起爆顺序、减轻爆破夹制作用的措施,爆破振动降低到1.5 cm/s以下。     

光爆层厚度对光面爆破效果影响的数值分析

采用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA,在周边眼间距E为500 mm时,对不同光爆层厚度W下泥质灰岩中爆炸应力波的传播规律进行数值模拟研究,得到不同光爆层厚度下岩石单元应力、节点振动速度的衰减规律以及与光爆层厚度的关系,分析光爆层厚度对光面爆破效果的影响.研究表明:当W≤400 mm时,巷道围岩受到的扰动强烈,在围岩远区容易产生裂隙,在近区出现超挖现象;当W=700 mm时,因应力波在相邻炮孔间不能有效迭加而无法形成贯通裂缝,由此导致光爆效果不佳而出现欠挖现象.根据本文的研究结果,在巷道爆破掘进中,当周边眼间距为500 mm时,光爆层厚度宜取W=500～600 mm,而炮眼密集度系数为0.8～1.0较合适.     

大埋深长大隧洞应力解除爆破技术

以锦屏二级水电站引水隧洞群施工遭遇强烈岩爆,严重影响工程安全和进度为背景,运用理论分析及现场试验等方法,分析了应力解除爆破原理,提出了中等岩爆以及较高级别岩爆的应力解除技术方案,并确定了炮孔参数和应力释放孔不耦合装药结构。进而采用由超声脉冲发射源向介质内发射高频弹性脉冲波,对应力解除效果进行探测分析。实践表明,提出的应力解除施工方案可以最大程度避免或大幅降低岩爆的发生几率、烈度与规模,具备对应力集中部位预测准确、应力解除到位、解除效果可靠的优点,能够有效地防止岩爆造成的破坏,并能够保证隧洞围岩稳定和地下结构安全。     

京珠南高速公路石方爆破施工技术

京珠南高速公路22标段1664577m^3石方爆破施工根据地形地质条件和设计要求，采取了药壶爆破法、深孔爆破法和光面爆破法3种主要爆破方法。在施工中，由于爆破方案合理，选用参数正确，控制措施得当，从而有效地降低了工程造价，确保了工程进度，并保证了施工安全。此文重点对3种爆破方法的布孔方式、参数选定、起爆方案、装药结构等进行探讨。     

锦屏二级水电站东端引水隧洞高地应力洞段光面爆破技术

根据锦屏东端引水隧洞围岩的深埋、高地应力等特性,合理地选择爆破技术,通过分析计算确定光面爆破参数、炮眼布置和炸药分配等,提出了比较合理的隧洞光面爆破设计用以指导施工,并且取得良好效果。     

爆破模拟地震研究

通过埋置钢筋混凝土管约束爆破的竖向震动,采用延时爆破方式进行模拟天然地震的试验研究。讨论延时爆破峰值叠加问题,并对所取得的试验数据进行统计回归分析,给出能够预测适合本场地和本爆破方式条件下爆破震动的衰减规律的经验公式。研究结果表明,所得到的爆破地震波波形与天然地震波形较为一致,可较好地进行天然地震的模拟。     

软弱夹层对隧道光面爆破效果影响机理研究

以一实际隧道为工程依托,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟方法,针对含软弱夹层围岩隧道光面爆破成型效果问题开展研究。根据软弱夹层与隧道光爆层的相对位置关系,对软弱夹层的空间分布形态特征进行归类和概化处理,提出一种适用于分析软弱夹层影响下光爆层爆破成型效果的概化模型;开展软弱夹层对隧道爆破成型效果影响的多工况数值计算,分别从爆炸应力波的传播及爆生气体的楔入2个方面探讨软弱夹层对隧道爆破成型效果的影响机理,推演得到不同软弱夹层赋存状态下隧道爆破成型轮廓分布图式;结合工程实际施工情况,提出软弱夹层条件下隧道超欠挖爆破控制措施并进行爆破试验验证。结果表明,推演的软弱夹层条件下爆破成型与实际吻合较好;爆破参数调整后,隧道爆破成型效果理想。     

复杂环境下铁路复线路堑爆破开挖安全控制技术

紧邻既有铁路进行路堑石方爆破开挖,施工环境复杂,安全标准要求高。依托渝怀二线漾头车站站改工程,通过精细化爆破设计将爆破区域划分为6个分区,并根据每个分区与保护对象的位置关系选取不同的爆破方式和防护措施;通过控制爆破规模、最大单响起爆药量以及优化起爆网络实现逐孔起爆,有效控制爆破振动对既有铁路和周边居民的影响;通过改变临空面方向和采用多元立体化防护措施,有效控制爆破飞石侵线和对周边居民的影响。采取本文中的爆破控制技术措施既有效控制了爆破有害效应,又保证了施工质量和进度。     

频繁爆破条件下既有隧道支护结构动态响应研究

以邻近既有隧道的保和村隧道为依托,研究在新建隧道推进式、往复、频繁爆破开挖过程中邻近既有隧道支护结构的动态响应特征。爆破振动速度监测结果表明,邻近既有隧道迎爆侧的拱肩到拱腰部位振动最为强烈,应严格控制振动速度;围岩声波波速监测结果表明,既有隧道支护结构在一定程度上发生损伤、破坏,尤其是迎爆侧。基于对监测结果的分析和损伤效应,对爆炸荷载进行分析简化;结合现场振动监测对爆轰压力进行修正,计算衬砌的振动速度和拉应力,实现动态响应数值模拟;通过数值计算,达到优化装药量以控制邻近既有隧道动态响应特征的目的。     

既有电气化铁路无侧向防护扩堑控制爆破关键技术

介绍了预留石方隔墙和利用既有线护坡代替靠壁式防护排架防护而进行复线电气化铁路复线A级石方控制爆破的关键技术——薄层岩体预裂爆破和隔墙定向爆破，提供了A级石方扩堑爆破新方法。     

气力式喷砂系统分析

分析了气力式喷砂系统的原理和主要结构,确定了针对城轨车辆铝合金、不锈钢以及钢车体的喷砂系统的结构及主要技术参数。     

地铁矿山法浅埋暗挖隧道穿越文保建筑的爆破设计

结合地铁矿山法隧道在浅埋暗挖条件下,采用控制爆破技术穿越青岛八大关文保建筑的工程实例,简要介绍爆破工程中的设计、爆破参数选取、单段最大装药量与爆破震速的关系分析确定等。所采取的爆破设计使老城区文保建筑沉降、倾斜及爆破震速等3个控制指标均满足规范要求,有效保证了老城区文保建筑的安全。