爆破振动对高陡边坡的作用及其计算方法的研究

【摘要】： 岩石边坡在受到爆破振动等动力荷载作用时会产生与静载时不同的动力响应特性。因此,爆破振动对岩石边坡的影响一直是岩土领域研究的热点问题之一,其中岩石边坡岩性的复杂多样与爆破地震荷载的随机性使得岩石边坡在动力作用下的反应特性受到的影响因素过多而且伴随着不稳定性的特点。 本论文通过对岩石边坡在动力荷载作用下的反应特性及失稳机理的探讨,结合小龙潭矿务局的爆破振动实测数据结果,对爆破地震波在频域上的振动特点及其与岩石边坡的相互作用进行了研究,并取得了如下的成果： 1、对爆破振动原理和规律进行总结 系统地分析和总结了前人爆破振动的研究成果,并对存在的问题进行了分析。爆破动力荷载作用与静载有所不同,要从瞬间和反复作用两方面进行考虑,高陡边坡在受到动力荷载作用时的坡高和坡角作用不容忽视。 2、爆破地震波频域分布特点的研究 基于布沼坝矿坑爆破振动监测结果,建立了岩石介质质点在地震波的作用下振动速度的功率谱模型,然后通过曲线拟合方法分析了质点振动速度在频域上的功率谱特点。 3、爆破振动对边坡岩体损伤计算方法的研究 通过对实测数据的整理研究得到振速与损伤关系的模型,根据损伤大小与波速直接相关的理论依据,建立损伤大小的评估,然后在Hoek-Brow准则中加入修正系数,求出岩体的力学参数。 4、爆破振动对边坡稳定性影响的数值模拟分析 应用三维数值模拟分析方法,针对爆破动力作用下边坡岩体动力响应进行了数值模拟研究,探讨不同分时对边坡岩体的应力场分布与演变规律及其应变分布特性,并对塑性破坏特性进行了分析。