收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

爆破作用下岩体累积损伤效应及其稳定性研究

闫长斌  
【摘要】: 采用钻爆法进行地下岩体工程建设或矿山采掘生产,频繁爆破作业产生的动荷载,不可避免地对周围岩体产生累积损伤危害,甚至诱发地下工程岩体产生失稳破坏。爆破损伤作用体现在岩体力学性能劣化与完整性降低两个方面,必然造成岩体力学参数指标弱化,从而影响工程稳定性。目前,爆破作用下岩体累积损伤效应及其稳定性缺乏系统研究,在理论与试验方面均有待进一步探索。现有的岩体力学参数取值方法没有充分考虑开挖爆破损伤弱化作用,存在明显不足。针对上述问题,结合国家“十五"科技攻关项目“复杂多空区下强制与诱导耦合大规模落矿采矿综合技术研究”(2003BA612A-10-2)和中南大学博士研究生学位论文创新工程项目“复杂关联空区动力失稳机制及预测预报模型研究”(040109),对爆破作用下岩体累积损伤效应及其稳定性问题进行了系统深入的研究。主要研究内容如下: 第一,率先利用声波测试技术,系统研究了多次爆破作用下岩体损伤累积增长规律。通过10次小药量模拟爆破,采用RSM-SY5智能声波测试系统,对厂坝铅锌矿某巷道围岩产生的爆破累积损伤效应进行了现场试验研究。基于大量的现场实测数据,获得了爆破动载作用下岩体累积损伤程度、岩体声波速度,与爆破作用次数之间存在的统计规律。分析了爆心距等因素对岩体爆破累积损伤效应的影响,建立了爆破累积损伤与爆心距之间的非线性递减关系。 第二,首次发现了重复爆破作用下,随爆破次数增加,岩体爆破累积损伤程度与声波测试信号波形、主频、能量等频谱参数变化规律之间的内在联系,进一步揭示了岩体爆破损伤累积增长规律及其失稳破坏机理。创造性地运用傅立叶变换与小波(包)分析方法,找出了声波主频、能量及其频带分布随爆破次数增加的变化规律。 第三,基于现场声波测试数据,首次建立了岩体爆破疲劳损伤非线性累积预测模型和岩体爆破累积损伤扩展模型。应用损伤力学、断裂动力学理论,系统研究了多次爆破作用下中远区岩体损伤断裂破坏机理;基于疲劳累积损伤理论,探寻了多次爆破作用下岩体损伤非线性累积特性及疲劳裂纹扩展规律。 第四,基于爆破作业对岩体质量的损伤弱化效应,对Hoek-Brown经验公式做了进一步改进和完善,提出了爆破损伤作用下岩体力学参数研究方法—BDRMP(Blasting Damaged Rock Mechanical Parameters)法。BDRMP法充分考虑开挖爆破对岩体的损伤弱化程度,建立了爆破累积损伤程度、岩体完整程度与岩体力学参数劣化程度之间的定量关系,可以更好地确定介于破碎岩体和完整岩体之间的岩体力学参数。运用BDRMP法研究得到了厂坝铅锌矿岩体力学参数,为进一步深入开展爆破动荷载作用下地下工程岩体稳定性数值模拟研究和失稳机理的突变理论分析奠定了有力的基础。 第五,首次系统分析了多次爆破作用诱发地下工程岩体失稳破坏的临界微扰机制,建立了爆破扰动作用下地下洞室顶板、矩形矿柱失稳的突变模型,分析了其失稳过程的非线性演化规律,导出了其失稳的充分和必要力学条件判据。确定了地下洞室顶板临界安全厚度,分析了临界安全厚度及矩形矿柱动力失稳的主要影响因素。 第六,复杂多空区条件下,同时考虑开挖(采)过程和爆破震动作用对采空区稳定性的影响,利用FLAC~(3D)如对复杂地下采空区稳定性问题进行了系统的三维数值模拟研究。通过对比开挖过程、单次爆破震动作用和两次爆破震动联合作用三种情况对采空区稳定性的影响程度,揭示了爆破动荷载作用下复杂采空区失稳破坏机理以及爆破累积损伤效应对采空区稳定性的影响特征。 本文立足于学科前沿,紧密结合工程实践,综合运用数学、力学方法、数值计算工具和先进的试验手段,对爆破作用下岩体累积损伤效应及其稳定性问题进行了深入的研究。为系统研究频繁爆破作业条件下采空区、地下厂房、隧道、边坡等岩体工程稳定性问题奠定了理论和技术基础,具有较为重要的理论意义和工程应用价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 谭廷栋;李宁;郭小红;;长源距全波波形频谱分析的主要影响因素及一些初步结果[J];石油学报;1988年01期
2 何思亮;;提升绞车降噪的试验研究[J];河南理工大学学报(自然科学版);1990年03期
3 孔凡更,韩静翠;汽轮发电机组振动原因分析及处理[J];石油化工设备技术;1996年01期
4 马建兴,刘勤,颜春军;爆破振动对建筑物影响的研究[J];矿业快报;2004年05期
5 董宏 ,王碧琴;轧机齿轮箱异常振动分析及故障诊断[J];中国设备工程;2005年07期
6 王哲英,王君,马明旭,王哲锋,刘相华;提高轧辊偏心信号频谱分析精度的方法[J];钢铁;2005年08期
7 丁蕾;曾水平;曾铮;;350kA铝电解槽槽电阻信号的频谱分析[J];自动化技术与应用;2005年12期
8 孙志辉;刘小娟;;冲击信号的频谱分析[J];冶金设备;2006年01期
9 孙长青;吴玉厚;;电主轴的安装对其动态精度的影响[J];机电产品开发与创新;2006年03期
10 马芹永;王长柏;;井筒冻土爆破振动测试波形回归与频谱分析[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2006年03期
11 袁嫔;;旋转机械频谱分析在设备故障诊断中的应用[J];湖南冶金职业技术学院学报;2006年03期
12 王玉玮;孙涛;盛新;;锅炉火焰检测器的研究[J];山东轻工业学院学报(自然科学版);2007年04期
13 陈永会;李海虹;李志谭;;边频分析在铣床故障诊断中的应用[J];机床与液压;2009年03期
14 游天明;;苏尔寿泵机组故障分析与处理[J];中国设备工程;2009年10期
15 曹广华;宛立达;袁子龙;金树波;;基于递归神经网络的游梁式抽油机振动故障诊断[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2010年01期
16 李宝林;生态农业灰色突变模型群[J];农业系统科学与综合研究;1987年03期
17 梁冰;岩石力学非稳定理论及其数值模拟[J];辽宁工程技术大学学报;1988年S1期
18 宋立群;洪钟威;黄炯;徐银泉;;双微处理机控制的SPWM变频调速系统[J];东华大学学报(自然科学版);1988年03期
19 宋立群;徐银泉;;采样式PWM电压型逆变器输出波频谱及在实际分析中应用[J];东华大学学报(自然科学版);1991年01期
20 满春生;张树杰;;纺纱厂粗绒车间噪声现状及减噪设计[J];吉林化工学院学报;1991年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 简文彬;吴振祥;邓鼎兴;;某地下工程围岩的声波频谱特性[A];首届海峡两岸土木建筑学术研讨会论文集[C];2005年
2 詹志佳;高金田;任熙宪;张洪利;赵丛利;沈文志;张玉敏;郭启华;;频谱分析在地磁与震磁研究中的应用[A];1991年中国地球物理学会第七届学术年会论文集[C];1991年
3 吴慧敏;乔军志;黄政宇;彭勃;;超声脉冲频谱分析在混凝土检测中应用的若干问题[A];第六届全国建筑工程无损检测技术学术会议论文集[C];1999年
4 许渝萍;;风机振动的测量与分析[A];重庆金属学会钢铁年会学术论文专辑[C];2002年
5 闫潇;张洪顺;宋琦军;;基于认知无线电的动态频谱管理[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年
6 丁康;朱小勇;;频谱校正理论的研究与发展[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
7 撒利明;;提高频谱分辨率的新方法[A];1992年中国地球物理学会第八届学术年会论文集[C];1992年
8 邢俊玲;杨建海;韩文斌;郑斯聚;;血压和心率频谱分析评估重危病人预后的前景[A];2000年全国危重病急救医学学术会议论文集[C];2000年
9 黄金刚;阎民正;;地震波波谱分析与谱震级计算[A];山西省地震学会第四届学术年会论文摘要专刊[C];2005年
10 张万云;穆玮;;离心泵的故障诊断和维修[A];设备监测与诊断技术及其应用——第十二届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫长斌;爆破作用下岩体累积损伤效应及其稳定性研究[D];中南大学;2006年
2 邓玉强;小波变换在飞秒激光技术中的应用[D];天津大学;2005年
3 刘林;微观产能利用对我国宏观资金流动性影响的实证分析[D];吉林大学;2009年
4 黄纯;电气信号数字化检测技术及应用研究[D];湖南大学;2005年
5 高红;溢流阀阀口气穴与气穴噪声的研究[D];浙江大学;2003年
6 冶雪艳;黄河下游悬河段地下水开发风险评价与调控研究[D];吉林大学;2006年
7 姜德义;岩盐溶腔稳定性及失稳控制研究[D];重庆大学;2001年
8 袁晖;颅高压状态下颅内动力学变化及其频谱分析的实验研究[D];复旦大学;2003年
9 汤丽平;突变控制机制及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
10 赵瑞;激光等离子体冲击波传输及空泡动力学特性研究[D];南京理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁娜;虚拟频谱分析仪的设计与实现[D];西南交通大学;2003年
2 周高杯;多运动目标的频谱分析及基于DSP的雷达测速仪的设计[D];湖南大学;2005年
3 王彬;次声传输特性检测技术研究[D];长春理工大学;2006年
4 范冕;输电杆塔接地电阻的冲击测量系统的研制[D];西华大学;2008年
5 王凤伟;新型相位噪声测量系统的研制[D];西安电子科技大学;2008年
6 韩军功;基于DDS的任意波形发生器的研制[D];西安电子科技大学;2002年
7 侯祥永;数据采集模块的研究与开发[D];南京航空航天大学;2005年
8 王硕;设备状态监测无线集成网络节点设计与研究[D];广东工业大学;2005年
9 邱卫卫;油气勘探中新型光学检波器的研究[D];山东大学;2005年
10 康永;摊铺机降噪处理研究[D];江苏大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 cyf 编译;纯数字音频放大用高保真脉宽调制逆变器[N];电子报;2007年
2 CYF 编译;纯数字音频放大用高保真脉宽调制逆器[N];电子报;2007年
3 Cyf 编译;纯数字音频放大用高保真脉宽调制逆变器[N];电子报;2007年
4 Cyf 编译;纯数字音频放大用高保真脉宽调制逆变器[N];电子报;2007年
5 Cyf 编译;纯数字音频放大用高保真脉宽调制逆变器[N];电子报;2007年
6 Cyf 编译;纯数字音频放大用高保真脉宽调制逆变器[N];电子报;2007年
7 Cyf 编译;纯数字音频放大用高保真脉宽调制逆变器[N];电子报;2007年
8 CYF 编译;纯数字音频放大用高保真脉宽调制逆变器[N];电子报;2007年
9 林峰;传承“东方”精神见证创新历程[N];科技日报;2005年
10 仙本明;微差爆破在水泥厂矿山开采中的应用[N];中国建材报;2006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
  • 010-62982499
  • 010-62783978