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岩体爆破块度控制机理与工程应用研究

龚汉松  
【摘要】:论文以某国防工程-防波堤工程为背景,根据防波堤块石规格要求,从岩体爆破破碎机理、块度控制理论、爆破技术等方面开展理论和现场试验研究,并应用于工程实践。论文主要研究内容有: 1在岩体爆破破碎机理的经典固体力学理论研究基础上,开展岩体爆破损伤研究。以Taylor、Chen和Kuszmaul研究成果为基础,分析了岩体爆破损伤机理,并从裂纹密度、损伤演化规律以及有效模型表达的应力-应变关系三部分进行论述,推导了岩体爆破损伤模型。并根据已有研究成果,提出了爆破作用下岩体裂隙的分形维数演化过程。 2从炸药能量学说、炸药爆速、单位体积炸药消耗量、岩体断裂破碎的块度预测四个方面,分析了岩体爆破块度的控制理论。研究了岩体主结构面和装药结构对岩体爆破块度分布的影响作用,提出采用适当的不耦合系数,可减小炮孔近区的岩石粉碎率和增大破碎区范围,可获得较好的爆破质量效果。 3通过现场试验,提出不同岩体、地质构造区的爆破块度分布指数,并以常用的六个指标综合提出了整个采石场爆破块度分区。开展全孔耦合装药、全孔不耦合装药及全孔不均匀不耦合装药三种装药结构的现场工业性对比试验,试验得出全孔不均匀不耦合装药爆破效果最好,粉矿率最低。 4建立了岩石性质、炸药单耗、底盘抵抗线、孔距、装药密度、炸药爆炸能量与粉矿率的相关关系。根据现场试验结果,建立了块度分布预测和控制函数,提出了爆破参数优化设计程序。 5根据理论研究成果和现场试验结果,工程采用了岩体块度可控性的崩塌爆破技术,保证了防波堤石料的及时供应,确保了国防工程水工部分的按期完成。


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