裂隙岩体工程爆破动力响应规律研究

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摘要:自然界的岩体通常发育有大量的节理裂隙等结构面,结构面相互交叉将岩体切割成不同形状的岩块。根据块体理论将块体进行稳定性评价,划分为稳定、可能失稳及失稳三种类型。可能失稳的块体通常暴露于临空面中,并且在地下重复爆破开采扰动下可能沿结构面发生破坏,造成岩体工程的破坏。因此研究爆破动力对裂隙岩体工程的影响具有重要的实际意义。以铜坑矿为工程研究背景,通过实地测量、现场试验、ANSYS数值模拟及理论分析相综合,分析了裂隙巷道在爆破动力扰动下的响应规律,主要研究内容与结果:(1)通过地质调查,确定了节理裂隙发育情况,选定了某巷道为研究对象;基于块体理论,对巷道周围的可能失稳岩块进行提取和划分。(2)通过现场现场爆破振动测试获取了振动数据,并利用MATLAB软件计算出与波衰减系数有关的k,α值。(3)通过建立结构面不同状态下的有限元分析模型,分析了结构面厚度、角度和材料特性对应力波传播影响。结果显示波的衰减程度与结构面厚度成近似正比关系;结构面角度值越大,对应力波的阻碍作用越大;结构面充填物物理性质与两侧岩石相差越大,结构面对应力波的阻碍作用越大。(4)利用ANSYS软件建立了裂隙巷道爆破动力响应模型,分析了巷道围岩动力响应规律。通过对质点振速、位移和应力综合分析可知:质点振速峰值虽然在安全范围内,但在巷道顶部和迎爆侧的结构面材料中会产生较大的拉应力,拉应力值可能造成结构面材料破坏,导致岩块沿结构面发生失稳破坏。图53幅,表19个,参考文献74篇
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