小湾水电站开挖中预裂爆破参数的优化研究
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摘要
小湾水电站开挖工程中,岩石主要为弱风化大理岩,局部地区有软岩层裂隙,对爆破开挖造成了一定的难度。且整个工区都在开挖爆破,各工区爆破产生的振动会对边坡稳定性产生很大的影响,加大了对爆破振动控制的要求,也增加了预裂爆破参数的设计的难度。不同施工地段的施工要求及施工设备的不同,这就更增大了预裂爆破参数的设计难度。
本文研究了预裂爆破中影响最大的三个因素:线装密度、周边眼间距及周边眼的不耦合系数,并利用动力有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立两预裂孔爆破的三维模型,数值模拟出预裂爆破裂缝扩展过程,然后通过应力值的分析来判断岩石的破碎情况,另外利用预裂缝的扩展图分析预裂爆破的效果。再根据几列符合预裂爆破要求的模型的参数,回归推导出关于孔距、线装密度和不耦合系数这三个参数的简易关系式。最后将回归出的关系式应用到小湾水电站工程中,对不同要求的施工给出合理的设计指导。
In project of excavating Xiao wan Hydropower station , rotten rock and terrane crack in parcel area make detinite difficulty of blastiong . In all work area the vibrancy of blasting bring influence of stability of sloping , increase the control of the vibrancy and difficulty of design of the pre-splitting blasting parameters . the different require and equipment of construction even more increase the difficulty of the design.This article study the most three factors of influence in pre-splitting blasting , which are powder capacity per meter 、 spacing of hole and decoupling. On the basis of ANSYS/LS-DYNA and establishing 3D model about two pre-splitting holes, numerical value sumilate expanded process of the crack , then estimates effect of the rock crash by analyzing stress , otherwise estimates effect of pre-splitting blasting by expanded picture .By some parameters of models which accord with pre-splitting blasting , regresses a logical equation about there parameters . Finally applying the equation for Xiaowan hydropower station , logically instruct the designment of the different construction requirement in the station.
本文研究了预裂爆破中影响最大的三个因素:线装密度、周边眼间距及周边眼的不耦合系数,并利用动力有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立两预裂孔爆破的三维模型,数值模拟出预裂爆破裂缝扩展过程,然后通过应力值的分析来判断岩石的破碎情况,另外利用预裂缝的扩展图分析预裂爆破的效果。再根据几列符合预裂爆破要求的模型的参数,回归推导出关于孔距、线装密度和不耦合系数这三个参数的简易关系式。最后将回归出的关系式应用到小湾水电站工程中,对不同要求的施工给出合理的设计指导。
In project of excavating Xiao wan Hydropower station , rotten rock and terrane crack in parcel area make detinite difficulty of blastiong . In all work area the vibrancy of blasting bring influence of stability of sloping , increase the control of the vibrancy and difficulty of design of the pre-splitting blasting parameters . the different require and equipment of construction even more increase the difficulty of the design.This article study the most three factors of influence in pre-splitting blasting , which are powder capacity per meter 、 spacing of hole and decoupling. On the basis of ANSYS/LS-DYNA and establishing 3D model about two pre-splitting holes, numerical value sumilate expanded process of the crack , then estimates effect of the rock crash by analyzing stress , otherwise estimates effect of pre-splitting blasting by expanded picture .By some parameters of models which accord with pre-splitting blasting , regresses a logical equation about there parameters . Finally applying the equation for Xiaowan hydropower station , logically instruct the designment of the different construction requirement in the station.
引文
[1] 戴俊·岩石动力学特性与爆破理论[M]·冶金工业出版社,2002.05.
[2] A.C.艾龙根,E.S.舒胡毕·近代爆破理论与实践[M]·石油工业出版社,1983.10.
[3] 祝树枝等·大孔径预裂爆破及其应用[M]·中国地质大学出版社,1993.
[4] 丁德馨·预裂爆破力学模型探讨[J]·衡阳工学院学报,1994(2).
[5] 李彬峰等·光面爆破和预裂爆破参数研究[J]·爆破,1998(2).
[6] 胥传辉·控界爆破技术的回顾及展望[J]·西部探矿工程,1999(增刊).
[7] 张志呈·定向断裂控制爆破[M]·重庆出版社,2000.
[8] 庙延钢,张汉兴.预裂爆破的微观分析[J].爆破,1999(2).
[9] 李彬峰,祁晨冰·预裂爆破成缝机理与参数设计[J]·西部探矿工程,2000(3).
[10] 钟冬望等·爆炸技术新进展[M]·湖北科学技术出版社,2002.
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[12] 张志呈·岩石断裂控制爆破的裂纹扩展[J]·四川冶金,2000(3).
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[15] 陆文,张志呈·钻孔爆破中炮孔堵塞作用机理研究[J]·爆破,2001(3).
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[20] 王震,段海峰,马建兴·单排孔齐发爆破孔间应力分析[J]·包头钢铁学院学报,2001.8
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[41] 陈士海,薛华培,吕国仁·光面爆破岩体损伤和开裂面形态分析[J]·解放军理工大学学报,2002.5
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[43] 杨小林,王树仁·岩石爆破损伤及数值模拟[J]·煤炭学报,2000(2)..
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