炸药单耗对爆破块度分布影响的理论探讨

基于爆破块度分布的分形特征,从理论上推导了炸药单耗与爆破块度分布均匀性指数的关系,对爆破块度分布的预测具有重要的指导意义。     

爆破地震模拟初探

在某矿实测了单孔台阶爆破和单排孔(每排2～3孔)台阶爆破的震动,并用单孔爆破震动信号作为源函数,编制了模拟爆破震动的计算机程序。用安德逊的灰度图对该矿爆破的合理微差时间作了初步探讨。现场实测的单排2孔和单排3孔爆破震动记录表明本模拟方法是基本可行的。     

台阶地形爆破振动放大与衰减效应研究

基于台阶地形爆破振动数值模拟与边坡振动监测实验,研究台阶地形爆破振动速度在传播过程中高程放大效应的产生及变化规律。结果表明,单个台阶坡顶质点的振动速度放大效应是在距爆源一定距离、达到一定高差的条件下产生的;坡顶质点振动速度放大倍数并不随台阶高度的增加而单调增加,在台阶高度超过某一临界值后,放大倍数随台阶高度的增加而减小。台阶高程对爆破振动速度既有放大作用,同时也随高度的增加产生衰减作用。根据模拟计算及现场观测数据分析结果,给出了台阶地形爆破振动速度预测模型,该模型为类似边坡工程的爆破地震波传播规律研究提供一定的参考。     

高台阶抛掷爆破速度规律的数值模拟

为了获得高台阶抛掷爆破作用下岩石的抛掷速度变化规律,结合现场实验,采用理论分析、高速摄影技术、数值计算方法开展研究。研究结果表明,炮孔内炸药起爆后,坡面岩石抛掷初速度达到最大值的时间在93~105 ms之间,最大抛掷初速度在18~28 m/s之间;坡面岩石的最大抛掷初速度在延炮孔内传爆方向呈增长、稳定、下降的趋势;岩石抛掷运动过程的最后阶段呈自由落体运动,个别岩块的运动速度存在增减现象,主要是由于岩体破碎后岩块间存在的相互碰撞作用;高速摄影实验结果验证了数值计算结果的正确性、RHT材料本构模型及参数在高台阶抛掷爆破数值计算过程中的可用性。

     

爆炸破碎区域划分的模糊数学方法

本文以最大径向应力,最大剪应力和最大切向应力为主要的破碎准则,利用二元分配法分析了诸破碎准则间权的分配,采用正态函数、降正态函数和升正态函数为各个破碎准则的录属函数,由此提出了爆炸破碎的过粉碎区,初始裂缝区和纯粹拉断区划分的综合评价方法。实例证明,对于大药量或小药量爆炸,以上方法均可成立。     

基于连续-非连续单元方法的露天矿三维台阶爆破全过程数值模拟

爆破开采是露天矿采选总成本控制的首要环节,数值模拟是进行露天矿爆破开采优化设计及爆破效果分析的有效手段。利用连续-非连续单元方法(continuum-discontinuum element method,CDEM)对露天矿的三维台阶爆破过程进行了模拟,通过朗道爆炸模型实现了爆炸作用力的精确计算,通过弹性-损伤-断裂本构实现了岩体损伤破裂过程的描述,通过半弹簧-目标面及半棱-目标棱的联合接触算法实现了破碎岩块碰撞、飞散及堆积过程的高效模拟。开展了小尺度单自由面爆破过程的数值模拟,计算给出的块度分布曲线、爆破漏斗体积等参数与文献中模型实验的结果基本一致,证明了CDEM及本文所述各类模型在模拟爆炸破岩方面的精确性。以鞍千矿南采区的露天铁矿爆破开采为研究对象,建立了3排21炮孔的三维台阶爆破概化模型,模拟了从炸药起爆、岩体损伤破裂到最后爆堆形成的全过程;计算结果表明,除后缘拉裂槽外,数值计算给出的爆堆形态、顶部鼓起高度等与现场的测试结果基本一致,证明了利用CDEM开展三维露天台阶爆破全过程模拟的可行性。     

露天矿台阶爆破合理微差间隔时间的研究与应用

本文介绍了应用高速摄影结果建立的合理微差间隔时间的数学模型,以及通过现场和室内模报试验进行验证的结果,最终结合爆破地震模拟的方法,确定了水厂铁矿台阶爆破的合理微差间隔时间。     

计算露天矿台阶爆破块度分布的三维数学模型

本文提出一个实用的计算台阶爆破块度分布的三维数学模型。模型根据应力波理论,计算出应力波能量的三维分布,以岩石破碎单位表面能指标作纽带,首先求算出均质连续弹性台阶岩体的爆破块度分布。在此基础上模型进一步考虑到存在各种地质构造弱面和前次爆破破坏弱面的实际情况,运用概率统计方法最终求算得到实际的台阶岩体的爆破块度分布。根据此模型编制的BMMC程序,经用美国矿业局R.A.狄克和我们自己的小台阶爆破实验数据进行验算,电算得到的理论块度分布与实际的爆破块度分布吻合得相当好。     

单孔台阶爆破中保留岩体损伤特征的数值模拟

为了描述露天矿单孔台阶爆破中预留岩体在爆炸冲击载荷下的损伤演化特征,建立了一个各向异性的损伤模型。模拟结果表明,该损伤模型能够模拟岩石材料在冲击载荷下的损伤特征,可以为岩土工程中经历过冲击扰动作用的岩体的稳定性分析提供理论依据。     

孔内起爆位置对爆破振动场分布的影响作用规律

岩石钻孔爆破中,孔内起爆位置决定炸药爆轰波的传播方向,进而影响爆破振动场的分布。通过分析柱状药包爆轰产物和爆炸能量的分配及其爆炸应力场的分布,揭示了起爆位置的影响作用机理;基于Heelan短柱解延长药包叠加计算模型,比较分析了不同起爆位置下爆破振动场的分布规律,并结合现场实验,验证了起爆位置对爆破振动场分布的调节作用效果。结果表明:起爆位置的影响作用机理在于柱状药包爆炸能量的轴向不均匀分配和爆破振动场叠加的相位延迟效应;孔内起爆位置对爆破振动场的分布起调节作用,爆破振动沿爆轰波传播正向叠加增强,且爆破振动场分布的不均匀性受药包长度和炸药爆轰速度的调控;对于常见的几种起爆方式,现场实验统计结果显示,底部起爆时地表爆破振动峰值最大,中部起爆次之,上部起爆最小,且爆破振动差异性随炮孔深度的增加而增大,但振动差异会随距离逐渐消减。     

深孔微差爆破震动预报浅析

以深孔爆破的单孔装药爆破震动测试为基础，得到单孔装药爆破的样本函数，并通过系统随机脉冲下的响应分析建立了模拟深孔微差爆破震动波形合成的模型，通过试验和模拟探索用单孔装药爆破的样本函数来预报深孔微差爆破震动波形及峰值的方法。     

城区爆破作业对环境的影响

本文用一个城区爆破作业的实例说明,只要采取可靠的技术措施,就可将爆破对环境的影响,如振动、噪声、飞石等,控制在允许的范围内,从而可以在人口稠密的城区顺利地进行较大规模的爆破施工,加快工程进度。     

水压控制爆破药量计算公式

本文分析研究了常用的九个水压爆破药量计算公式,根据十几次水压爆破的成败经验,建立了水压爆破药量计算的综合经验公式,其计算结果与实际用药量的爆破效果表明,这个公式符合得比较好。最后给出了五个实例的对比计算结果。     

建筑物拆除爆破设计原理和方法

本文根据建筑物拆除爆破的破坏机理,运用结构力学推导了砖混结构建筑物爆破失稳倾倒的基本条件,并由工程实践中摸索出承重墙布孔设计的新方法,这对城市拆除爆破工程具有现实的指导意义。     

钢筋混凝土框架结构折叠式定向爆破的研究

本文通过对钢筋混凝土框架结构折叠式定向爆破倾倒过程的力学分析和数学方法,结合控制爆破的特点,给出了上下柱起爆间隔角度和间隔时间的计算公式,所用的思路和方法,原则上也适用于其他类似爆破问题的解决。     

论岩体软弱结构面对应力波传播的影响

本文引入岩体软弱结构面上的边界条件,给出应力波斜入射到能滑移、有摩擦的软弱结构面时,波势、应力和能流的透反射关系和一些计算结果。在此基础上,提出了判断岩体是否沿结构面产生相对滑移的准则,给出计算结构面能量耗损的关系式和一些计算结果,并就与工程爆破有关的一些问题进行了讨论。     

岩土爆破理论与实验研究新进展

本文针对当前爆破工程中的大抵抗线,爆破块度,裂纹控制以及安全等急待解决的问题,总结了爆破理论与实验研究的最新进展。      

沟槽深孔微差爆破的工程实践和数值模拟

以工程实践和动力有限元程序分析沟槽深孔微差爆破问题。探讨了沟槽内岩块的运动规律,以及深孔微差爆破的作用机理。结果表明,基于工程实践的数值模拟,能较客观地反映爆破破岩的动态过程,并为爆破设计提供理论依据。     

ON THE ROTATION-RELEASE METHOD IN STRUCTURAL MECHANICS1)

换铰法是结构力学中用于判定独立线位移未知量的一种方法,但经典的换铰法对约束的考虑并不全面,从而导致该方法在使用时存在一定的局限性。针对换铰法的局限性,提出了修正的换铰法,该方法考虑了各种约束以及无穷刚性杆的影响,从而在原理上更全面地体现了“铰化”和受弯直杆假定。算例表明,修正的换铰法可正确应用于复杂情形下独立线位移未知量的判定,并且在考虑参与质量后,该方法还可应用于较复杂的振动自由度判定问题。