收藏本站
《中国科学技术大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

环形自由面对岩石爆破影响的研究

洪泳  
【摘要】:随着中国经济建设的快速推进,城市地表高楼林立,地下各种交通轨道纵横穿越,人们对爆破技术的要求越来越高,要想在城市地下或周边进行爆破作业,其爆破方案及方法常常需要得到各界专家的仔细讨论与论证,且爆破过程经常受到各种严格、苛刻的限制。即便如此,还是有许多人谈爆色变,拒绝采用爆破方法施工。因为传统爆破方法极易对周边环境带来影响,在爆破作业工程中,建筑物受到振动的作用,可能引发建筑结构性和非结构性破坏,甚至带来次生灾害。然而,尽管机械作业在城市建设中迅猛发展,但钻爆施工依然是隧道掘进,基坑开挖(尤其是在硬岩的条件下)最主要的方法之一。如何运用好爆破技术,使其成为促进人类文明发展的利器,已成为无数爆破专家的奋斗目标。近年来,人造金刚石成本大幅下降,给钻头行业带来了一场革命,一方面大大改善了钻头的各种性能,另一方面降低了金刚石钻头的生产成本,加快了施工速度。由此,取岩芯钻头(俗称水钻)得到了很好的发展,使得本文所提的环形自由面岩石爆破法得以实现与推广。环形自由面岩石爆破法是借助空心钻头在岩石表面打出环形自由面,形成岩芯,根据空心钻头所形成岩芯的大小在该岩芯中心打上一个或多个炮孔,爆破后破碎并抛出岩芯,从而完成大空腔岩石爆破过程。该方法可提高岩石爆破的效率,改善爆破质量,降低炸药单耗,提高炸药能量利用率,减少爆破振动与爆破能量,对周边环境起到很好的保护作用。本文对环形自由面岩石爆破技术的作用机理、效果及振动信号分析进行了深入探讨,数值模拟与试验结果良好吻合,主要研究内容如下:通过文献调研,了解传统爆破工程存在的问题以及自由面对爆破效果的影响,得出自由面的存在可以提高岩石爆破效率,减少炸药单耗,降低爆破振动,并有效保护周边环境。结合空心钻头的发展现状,由此采用环形自由面岩石爆破技术进行岩石爆破数值模拟与钢管约束模型实验。从理论上推导出岩芯爆破极限半径尺寸之后,又进行了无约束模型实验,同时,采用HHT方法对实验中测得的爆破振动信号进行分析,得出环形自由面岩石爆破可以降低爆破振动与爆破能量,提高炸药能量利用率,具有重要的应用价值。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU751.9

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宗琦;邵连军;;立井深孔直眼掏槽大直径中心空孔作用分析和参数计算[J];爆破;2015年01期
2 周少颖;汪海波;宗琦;;直眼掏槽爆破中大直径中空孔作用机理研究[J];煤矿爆破;2014年01期
3 杨东旭;;微差爆破技术在水下爆破工程中的应用[J];西部探矿工程;2013年02期
4 陈阳;;萨道夫斯基公式在城市地铁爆破施工中的运用[J];黑龙江交通科技;2011年10期
5 郑晋溪;;萨道夫斯基公式在隧道中夹岩爆破振速分析中的适用性研究[J];福建建设科技;2011年05期
6 李利莎;谢清粮;郑全平;张洪海;杜建国;;基于Lagrange、ALE和SPH算法的接触爆炸模拟计算[J];爆破;2011年01期
7 王虹;;我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展[J];煤炭科学技术;2010年01期
8 陈星明;肖正学;蒲传金;;自由面对爆破地震强度影响的试验研究[J];爆破;2009年04期
9 李显寅;蒲传金;;自由面对爆破效果的影响分析[J];化工矿物与加工;2009年12期
10 张建平;;自由面数量对爆破振动规律影响实验研究[J];现代矿业;2009年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张义平;爆破震动信号的HHT分析与应用研究[D];中南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 梁雪松;自由面对爆破振动的影响研究[D];东北大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毕程程;王志亮;郝士云;石恒;石高扬;李鸿儒;何爱林;;时间步长对爆破模拟结果的影响研究[J];工程爆破;2017年05期
2 吴从师;徐荣文;张庆彬;;自由面对爆破振动信号能量分布特征的影响[J];爆炸与冲击;2017年06期
3 高振军;;超厚煤层条件下煤巷掘进层位控制技术[J];煤炭技术;2017年11期
4 高慧琪;;大断面煤巷掘进技术优化及实践[J];煤炭与化工;2017年10期
5 闫鸿浩;张潇飞;赵碧波;李晓杰;王洋;;基于装药形状优化的中深孔爆破控制[J];科学技术与工程;2017年28期
6 高恒;;无人机械化掘进采煤工艺初探[J];机械管理开发;2017年09期
7 焦晓峰;;对称分量法在掘锚机组保护系统中的应用[J];工矿自动化;2017年10期
8 和铁柱;陶铁军;赵明生;;不规则临空面对爆破飞石影响分析及控制措施[J];采矿技术;2017年05期
9 佘勇;;基于熵权法分析不同条件对爆破施工安全的影响[J];工程建设;2017年09期
10 周茂普;石亮;陈明程;;巷道综掘技术与设备研究[J];建井技术;2017年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李学龙;裂隙煤岩动态破裂行为与冲击失稳机制研究[D];中国矿业大学;2017年
2 蒋善超;光纤Bragg光栅监测系统研制优化及其边坡工程应用研究[D];山东大学;2016年
3 张迪;地铁隧道精确延时爆破振动传播规律与控制试验研究[D];中国矿业大学(北京);2016年
4 于福临;实船非接触水下爆炸试验测试及响应特性研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
5 韩博;矿山井筒硬岩深孔爆破模型试验与应用研究[D];安徽理工大学;2013年
6 解北京;煤冲击破坏动力学特性及磁场变化特征实验研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
7 汪海波;煤矿爆破地震效应对巷道稳定性影响及控制研究[D];安徽理工大学;2013年
8 李果;强震条件下层状岩体斜坡动力失稳机理研究[D];成都理工大学;2012年
9 孙新建;基于Hilbert能量分析的岩体爆破震动损伤研究[D];天津大学;2012年
10 赵明生;基于能量原理的中深孔台阶爆破振动效应研究[D];武汉理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 洪泳;环形自由面对岩石爆破影响的研究[D];中国科学技术大学;2017年
2 武成刚;大孔距小排距爆破技术在巴润矿裂隙岩层中的应用[D];内蒙古科技大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李清;张随喜;张迪;王广宇;谷晓飒;董迎;谷杰;;立井基岩深孔定向断裂爆破应用技术研究[J];建井技术;2013年01期
2 韩博;张乃宏;;立井井筒基岩段深孔爆破技术参数优化分析[J];煤炭工程;2012年03期
3 李启月;徐敏;范作鹏;王卫华;;直眼掏槽破岩过程模拟与空孔效应分析[J];爆破;2011年04期
4 文梼;谭海;;岩石爆破中的空孔效应数值计算分析[J];爆破;2011年03期
5 毕明芽;李名山;刘朝红;曹寄梅;;爆破地震预测误差的因素分析[J];爆破;2009年02期
6 岳中文;杨仁树;郭东明;牛学超;马鑫民;;爆炸作用下空孔周围应力场变化的模型实验[J];煤炭学报;2009年05期
7 李显寅;蒲传金;肖定军;;论切缝药包爆破的剪应力作用[J];爆破;2009年01期
8 郑祥滨;璩世杰;范利华;王莹;;单螺旋空孔直眼掏槽成腔过程数值模拟研究[J];岩土力学;2008年09期
9 李利平;李术才;张庆松;王刚;马富奎;;浅埋大跨隧道施工爆破监测与减震技术[J];岩土力学;2008年08期
10 刘海涛;;隧道深孔大直径中空直眼掏槽几个问题的探讨[J];铁道建筑技术;2008年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 凌同华;爆破震动效应及其灾害的主动控制[D];中南大学;2004年
2 阳生权;爆破地震累积效应理论和应用初步研究[D];中南大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 蒋梅玲;基于断裂力学和损伤理论的混凝土断裂模型试验和数值研究[D];浙江大学;2010年
2 史维升;不耦合装药条件下岩石爆破的理论研究和数值模拟[D];武汉科技大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毛益松;浅谈岩石爆破的安全管理[J];爆破器材;2000年01期
2 ;《岩石爆破理论与技术新进展》[J];工程爆破;2002年02期
3 一兵;;第八届岩石爆破破碎国际会议[J];工程爆破;2005年04期
4 王明林;;岩石爆破性模拟实验研究[J];爆破器材;1986年06期
5 钟冬望;钮强;;岩石爆破性稳健模糊分级新方法的探讨[J];武汉钢铁学院学报;1989年03期
6 钟冬望;钮强;;我国岩石爆破性分级新方法——稳健模糊动态分级[J];西部探矿工程;1992年04期
7 汪旭光;;第四届国际岩石爆破破碎学术会议[J];爆破;1993年S2期
8 熊代余;汪旭光;;岩石爆破破碎基础研究与技术进展——第五届国际岩石爆破破碎学术会议述评[J];工程爆破;1997年01期
9 ;第七届国际岩石爆破破碎学术会议在北京举行[J];中国工程科学;2002年09期
10 ;汪旭光当选为第八届国际岩石爆破破碎学术会议组委会主席[J];中国工程科学;2002年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭子庭;吴从师;;岩石爆破破碎的能量分析[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年
2 沈新普;沈国晓;;岩石爆破三维有限元数值模拟[A];隧道、地下工程及岩石破碎理论与应用——隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
3 沈新普;沈国晓;;岩石爆破三维有限元数值模拟[A];隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
4 于江;熊炎飞;邓海平;;岩石爆破理论模型概述[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
5 吴从师;郭子庭;高晓初;;岩石爆破动扩裂过程的模型试验[A];第四届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1994年
6 汪旭光;于亚伦;;岩石爆破理论研究的若干进展[A];第七届全国工程爆破学术会议论文集[C];2001年
7 王家来;刘积铭;;岩石爆破破岩机理的损伤力学分析[A];第五届全国岩石动力学学术会议文集[C];1996年
8 陈士海;王明洋;赵跃堂;钱七虎;;岩石爆破破坏界面上的应力时程研究[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年
9 杨军;王树仁;;岩石爆破块度分布的分形研究初探[A];岩石破碎理论与实践——全国第五届岩石破碎学术会论文选集[C];1992年
10 高祥涛;解北京;;岩石中爆炸应变波信号测试与分析[A];中国力学学会工程爆破专业委员会2013年年度工作会议暨学术交流会论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 爆协;国际岩石爆破破碎学术会议在京举行[N];中国有色金属报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 白羽;地应力影响下岩石爆破损伤模型及其数值试验[D];东北大学;2014年
2 余永强;层状复合岩体爆破损伤断裂机理及工程应用研究[D];重庆大学;2003年
3 喻长智;岩石爆破混沌模型与条形药包爆破应力波衰减规律的研究[D];中南大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 洪泳;环形自由面对岩石爆破影响的研究[D];中国科学技术大学;2017年
2 曹祺;岩石爆破中炸药爆炸能量分布的测试和研究[D];安徽理工大学;2008年
3 叶晨峰;花岗岩岩石爆破破裂损伤的微观特性试验研究[D];湖南科技大学;2012年
4 曲忠伟;岩石爆破中炸药爆炸应力波分布的测试与研究[D];安徽理工大学;2009年
5 王辉;爆炸荷载下岩石爆破损伤断裂机理研究[D];西安科技大学;2003年
6 王庆国;隧道岩石爆破理论研究与数值模拟[D];西南交通大学;2008年
7 曾新华;岩石爆破损伤影响范围研究[D];天津大学;2004年
8 梁颖毅;两孔同时起爆时岩石爆破裂纹区贯通的数值模拟[D];东北大学;2011年
9 曹光磊;爆破振动作用下巷道围岩变形规律研究[D];安徽理工大学;2013年
10 陈律;岩石爆破损伤范围及评价判据研究[D];长江科学院;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026