评价现场混装炸药爆热稳定性的实验研究

为了在现场条件下了解孔内混装炸药的做功能力,根据水下爆炸气泡脉动周期与炸药爆热之间的定量关系,提出一种快速、方便地评价炸药爆热稳定性的方法。取20?30克现场混装炸药,置于盛满水的直径2.0米、高1.6米的圆柱形金属桶中,以6发雷管起爆炸药,通过PVDF膜片测试水中自由场压力,得到水下爆炸气泡脉动周期。测试表明,对同一批次的炸药,5次测试的周期值离散度低于3%,相应地爆热值的离散度低于10%。文中所建立的爆热稳定性测试方法有可靠的精度,所需设备及操作方法简易,适于在现场应用

Feasibility study on contact stiffness acquisition by hammering tests and numerical back-analysis for parallel structural plane of rock mass

针对相对均匀的平行结构面,基于结构面的线性接触假设,提出了一种利用锤击试验及数值反演获得结构面接触刚度的方法。该方法实施时,在结构面两侧分别布设若干支振动传感器,在远处利用激震锤进行激震,通过结构面两侧垂直于结构面方向和平行于结构面方向振动传感器的起跳时间,计算出纵波和横波通过结构面的耗时,而后利用数值计算进行反分析,通过不断调整结构面的法向和切向接触刚度,实现与现场实测相同的耗时,从而获得该结构面的法向和切向接触刚度特性。对该测试方法的可行性进行了理论、数值方面的论证,结果表明纵波过缝耗时仅受法向接触刚度控制,横波过缝耗时仅受切向接触刚度控制,并存在一一对应的关系。而后,通过对花岗岩岩块的试验及数值分析,证明了通过锤击试验快速测试岩体结构面接触刚度的方法是可行的,且具有较好的稳定性

Study on the evalution and analysis method of slope disaster status based on in-situ test and Continum Discontinum Element Method

滑坡灾害是制约我国经济及社会可持续发展的一个重大问题，但边坡灾变状态的分析和评价方法的研究尚有不足。边坡灾变状态的分析和评价涉及到边坡物性参数、分析方法、评价体系三方面。如要准确合理的对边坡灾变状态进行分析和评价，发展边坡物性参数获取方法、边坡灾变状态分析方法、边坡灾变状态评价体系则是关键。 本文首先建立了一套简便可行的原位试验手段来获取边坡岩土体的物理力学参数，通过随钻监测技术测试岩土体强度参数，利用锤击试验和CDEM反分析测试结构面刚度；随后选用课题组连续-非连续单元法的计算平台，考虑边坡强度参数的随机性及空间变异性提出了边坡可靠性的分析评价体系；最后探讨了基于应变强度分布模型的三阶段模型，用于分析岩土材料的破坏过程。主要内容和结论如下： 1、基于随钻监测数据提出了一种现场利用随钻测试技术快速获取岩体强度的方法，研究了牙轮钻的破岩机理，基于布西内斯科问题弹性力学解和D-P塑性准则，建立了单齿破岩体积和单齿压力及岩体强度之间的关系，根据钻杆旋转一周单齿破岩体积的累积值和宏观破岩体积相等，建立了单齿破岩体积和钻进宏观参量（进尺速度、转速、钻杆轴压）之间的定量关系，进而得到了牙轮钻工作参数和岩体强度之间的对应关系。通过鞍千矿现场试验和室内试验结果验证了对应关系的合理性。 2、针对相对均匀的平行结构面，本文基于结构面线性接触的假设，提出了一种利用锤击实验及数值反分析，获取岩体结构面接触刚度的方法。通过锤击试验获得应力波过缝耗时，而后利用相应的数值方法进行反分析，通过不断调整结构面的法向和切向接触刚度，实现与现场实测相同的耗时，从而获得该处结构面的法向和切向接触刚度特性。 3、提出了灾变状态的定义，其是由实际工程及风险决策确定的一个综合量，发展了破裂度的边坡灾变状态评价指标，研究了破裂度随着坡体灾变过程的演化规律。提出了考虑边坡平均强度的不确定的边坡可靠度评价方法及考虑边坡强度双重变异性的可靠度分析方法，基于岩土力学实验获得的材料参数的均值、方差及分布形式，利用拉丁超立方抽样（LHS）生成符合其概率分布特征的岩土参数随机样本；利用CDEM进行大量计算，获得每个样本参数对应的破裂度；基于大数定理，给出达到或超过设定灾变状态的概率。以凉水井滑坡抽象出的几何模型为例给出了设定计算参数下边坡发生整体性失稳滑移的概率。 4、基于岩土材料渐进破坏过程中不同阶段损伤破裂机理不同和应变强度分布模型，提出了应变强度分布三阶段的模型，给出了破坏过程中各阶段的分段依据及数学描述方法，并利用微观试验对该模型验证了模型的合理性。后续可将该模型用于边坡的灾变状态分析中

基于破裂度可靠性的边坡灾变状态评价方法研究

基于岩土介质的非均匀性,提出基于破裂度可靠性的边坡灾变状态评价方法。该方法基于岩土力学实验获得的材料参数的均值、方差及分布形式,利用拉丁超立方抽样(LHS)生成符合其概率分布特征的岩土参数随机样本;利用连续&ndash;非连续数值模拟方法(CDEM)进行大量计算,获得每个样本参数对应的破裂度;基于大数定理,给出达到或超过设定灾变状态的概率。以凉水井滑坡抽象出的几何模型为例,探讨黏聚力及内摩擦角的概率分布对破裂度的影响规律,给出了设定计算参数下凉水井滑坡发生整体性失稳滑移的概率为60.7%。</p

一种岩块破碎的方法及装置

本发明公开一种岩块破碎的方法，包括：(1)选取岩块较为平整的表面作为爆破面，进行清理；(2)安装可伸缩支撑架；(3)调节支撑架的角度；(4)调节支撑架的高度；(5)将聚能药包放置于支撑架的顶部平台上，进行固定；(6)将起爆部件的起爆线与聚能药包连接后牵引至适当位置；(7)放置保护部件；(8)检查安全后起爆聚能药包；(9)对被聚能药包切割后的爆破面及爆破切缝进行清理；(10)将导爆索按指定顺序放入爆破切缝中；(11)将起爆部件的起爆线与导爆索连接后牵引至适当位置；(12)放置保护部件；(13)起爆导爆索，实现岩块的爆炸劈裂。还提供了使用这种岩块破碎的方法的装置

Influence of rock mass strength on volume and shape of fragmental pit generated by a single tooth of roller bit

借助连续-非连续单元法(CDEM),对牙轮钻单齿压入破岩的机制进行了探讨,研究了加载过程中破碎体积及破碎坑的演化规律,分析了岩体凝聚力和内摩擦角对单齿破岩体积及破碎坑形态的影响。数值计算结果表明,破碎坑基本上呈半椭球体,其宽深比仅受内摩擦角控制,随着内摩擦角的增加,破碎坑的宽深比减小。破碎坑的宽度、深度及单齿破岩体积可用齿压F、钻齿半径r、凝聚力c及内摩擦角j表征,基于数值计算结果给出了破碎坑的宽度、深度及单齿破岩体积定量表述的公式;基于相关理论公式,考虑各个同时与岩石接触的几个齿轮对岩石的损伤是相互影响的,引入单齿破岩体积的修正系数,建立了牙轮钻的工作参数(轴压、转速、进尺速度等)与岩体凝聚力及内摩擦角的函数关系。在鞍千矿南采区进行了牙轮钻随钻测试的现场试验,获得了不同岩性下的单齿破岩体积,并就近取样测试了岩体的凝聚力及内摩擦角。当修正系数取0.363时,现场测试结果与基于数值计算得到的单齿破岩体积基本一致,从而证明了数值计算及相关理论推导的正确性。研究成果可以为岩体强度的动态测试提供依据

节理特性对应力波传播及爆破效果的影响规律研究

建立节理岩体一维分析模型并进行量纲分析,探讨节理特性对应力波传播规律的影响。单节理时,应力波通过节理后出现了明显的延时和振幅衰减,但主频无明显变化;多节理时,随着节理间距及节理数量的增加,透射应力波幅值均有所降低,且节理岩体等效波速随着节理数量的增加而线性减小。采用连续–非连续单元方法（CDEM）,探讨节理强度、节理刚度、节理刚度/强度、节理间距、节理倾角等参数对爆破效果的影响规律,并通过平均破碎尺寸、极限破碎尺寸、大块率、系统破裂度及等效损伤因子等指标进行综合评价。计算结果表明：爆破效果随着节理强度（刚度）的降低而逐渐变差,当节理的强度（刚度）达到岩块强度的1/1 000后,更低的节理强度（刚度）对爆破效果的影响不大;当节理强度和刚度取为岩块的1/1 000时,节理间距越密集,爆破效果越差,但节理倾角对爆破效果的影响不大。节理岩体中爆破时,爆破能量被圈闭在炮孔与附近的节理面之间,导致炮孔附近区域过于破碎,而远离炮孔的区域破碎较少;因此,爆区内节理的发育程度与爆破效果之间存在负相关关系

炸药单耗对赤铁矿爆破块度的影响规律数值模拟研究

通过在连续-非连续单元方法(CDEM)中引入朗道点火爆炸模型及岩体塑性-损伤-断裂模型,实现了赤铁矿爆破破碎过程的模拟。提出了5个评价爆破后块度分布特征的指标,分别为平均破碎尺寸(d50)、极限破碎尺寸(d90)、块体不均匀系数(d90/d50)、系统破裂度(Fr)及大块率(Br)。基于CDEM方法及上述5个评价指标,分析了改变炮孔直径、改变间排距等两种改变炸药单耗的方式对赤铁矿爆破块度的影响规律。数值计算结果表明:随着炸药单耗的增大,赤铁矿的破碎尺寸逐渐减小;相同炸药单耗情况下,改变炮孔直径的破碎效果略优于改变间排距的破碎效果。在双对数坐标下,随着炸药单耗的增大,平均破碎尺寸(d50)及极限..