• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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基于等效加速度的岩质边坡爆破动力稳定性
陈明, 卢文波, 周创兵, 舒大强, 许红涛
2011, 31(5): 475-480. doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0475-06
基于刚体极限平衡法及等效加速度计算方法,根据爆破振动峰值速度衰减规律和振动速度时程曲 线,以一定时间步长进行整个爆破过程不同时刻边坡稳定系数的分析,得到了相应爆破振动作用下的边坡动 力稳定性安全系数时程曲线。结果表明,基于等效加速度的边坡爆破动力稳定性分析,对稳定性较好的边坡, 爆破振动荷载作用下,稳定性安全系数一般降低2%~4%,振动主频率越高,则边坡稳定性系数越大,而常规 的折减系数法可能放大爆破振动对边坡稳定性的危害。
关键词: 爆炸力学, 安全系数, 极限平衡法, 爆破振动, 等效加速度, 岩质边坡
混凝土介质中空气间隔装药的爆破机理
吴亮, 卢文波, 钟冬望, 朱红兵
2010, 30(1): 58-64. doi: 10.11883/1001-1455(2010)01-0058-07
基于LS-DYNA非线性有限元程序,采用JHC混凝土损伤演化模型,研究了不同装药结构及不同 空气比情况下炮孔近区混凝土损伤的破坏机理。3种装药结构计算结果表明:随着空气比的增加,破坏方式 由压剪破坏转变为拉伸破坏,不同的空气比可应用于不同的爆破目的;对于梯段爆破,空气层位于上部的装药 结构爆炸能量利用率最好,当空气比为40%时,炮孔中部混凝土单元破坏方式由压剪转为拉伸破坏,表明存 在一个合理的空气比,可以提高爆炸能量利用率;对于预裂、光面爆破,空气层位于中部的装药结构爆破效果 最优;起爆方式对梯段爆破效果的影响要比预裂和光面爆破效果明显。
关键词: 爆炸力学, 破坏机理, JHC混凝土损伤演化模型, 空气间隔装药, 爆炸冲击荷载, 混凝土损伤
节理岩体的爆破松动机理
金李, 卢文波, 陈明, 周创兵
2009, 29(5): 474-480. doi: 10.11883/1001-1455(2009)05-0474-07
利用应力波理论对节理岩体的爆破松动机理进行了探讨,同时利用动力有限元数值模拟方法验证了理论分析结果。研究表明,爆破荷载的加载阶段对岩体的挤压蓄能和快速卸载阶段的弹性回复是岩体产生后续松动位移的根本原因;节理岩体的爆破松动在开挖面的法向表现为岩体的剪切错动,在平行于开挖面方向表现为结构面的张开;拉格朗日坐标下的动力有限元数值方法,如ANSYS/LS-DYNA程序,能够较好地用来模拟节理岩体的爆破松动过程。
关键词: 爆炸力学, 爆破松动, 动力有限元, 节理岩体, 卸载
岩石爆破开挖诱发振动的等效模拟方法
杨建华, 卢文波, 陈明, 周创兵
2012, 32(2): 157-163. doi: 10.11883/1001-1455(2012)02-0157-07
岩石爆破开挖过程中爆炸荷载的复杂性、岩石介质模型的多变性、本构方程的多样性、以及群孔爆 破模拟计算工作量巨大等诸多因素使得准确模拟爆破诱发的围岩振动存在较大的困难,鉴于此提出一种等 效数值模拟方法。根据爆破过程炮孔周围岩石破坏范围的空间分布特征,确定群孔起爆条件下爆炸荷载作用 的等效弹性边界;通过分析炸药起爆后炮孔空腔动力膨胀、岩体裂纹扩展、炮孔堵塞物运动以及爆生气体的逸 出,计算了等效边界上沿炮孔轴向变化的爆炸荷载。结合瀑布沟水电站1# 尾水隧洞爆破开挖监测,基于动力 有限元法运用该等效技术模拟了围岩的质点振动速度。数值模拟与现场实测数据的对比表明该等效模拟技 术用于岩石爆破开挖围岩响应的计算是合适的。计算结果同时还显示,等效边界邻近岩体力学参数的选取对 计算结果有重要影响。
关键词: 爆炸力学|等效模拟方法|动力有限元|岩石|等效弹性边界|爆炸荷载, 爆破振动
地应力影响下隧洞边墙的爆破振动安全
朱俊, 杨建华, 卢文波, 陈明, 严鹏
2014, 34(2): 153-160. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0153-08
针对地应力条件下的溪洛渡水电站右岸大跨度导流洞的开挖,依托现场的爆破实验参数,结合 LS-DYNA软件,进行了隧洞岩体爆破开挖过程围岩的动态响应计算。分别采用峰值质点振动速度和最大拉 应力安全判据确定围岩的爆破损伤范围。计算结果表明,隧洞爆破开挖时,最大峰值质点振速和最大拉应力 均出现在洞室边墙中部,因此,爆破损伤在洞室边墙部位最严重。通过对洞室边墙中部的峰值振速和最大拉 应力的数值拟合,得到了峰值质点振速和最大拉应力的统计关系,并进行了相关性检验,而且根据所得统计关 系,结合实际工程围岩动态抗拉强度准则,提出了控制隧洞围岩爆破损伤的临界峰值质点振动速度。
关键词: 爆炸力学, 临界峰值质点振动速度\LS-DYNA\隧洞边墙\损伤, 爆破振动
基于功率谱的爆破地震能量分析方法
李洪涛, 卢文波, 舒大强, 杨兴国
2009, 29(5): 492-496. doi: 10.11883/1001-1455(2009)05-0492-05
针对爆破振动频度-能量分布的定量分析问题,提出了一种基于功率谱的能量分析方法。功率谱密度表征了一定频率谐波分量能量的相对大小,以此为出发点,推导出可以表征爆破振动频度-能量分布的计算方法,结合工程实例的分析结果表明,利用该方法可以实现爆破振动频率构成的定量分析。同时将该方法与目前通用的小波变换能量分析方法作了比较,两者的原理是一致的,但基于功率谱的能量分析方法直接利用频谱分析完成从时域到频域的转化,因此分析过程简便,物理意义明确,更容易理解和掌握。
关键词: 爆炸力学, 能量分析, 功率谱, 爆破地震
廊道和库水对三峡围堰爆破拆除效果影响的数值模拟
李本平, 卢文波
2006, 26(2): 183-187. doi: 10.11883/1001-1455(2006)02-0183-05
用动力有限元程序LS-DYNA对长江三峡水利枢纽工程三期碾压混凝土横向围堰爆破拆除进行了数值模拟。计算分析了上游库水和廊道对爆破拆除效果的影响。计算结果表明,上游库水和廊道对爆破拆除缺口的形成和范围有较大影响,在进行爆破实施时应结合爆破试验予以充分考虑。
关键词: 爆炸力学, 爆破拆除, 数值模拟, 碾压混凝土围堰
地应力对爆破过程中围岩振动能量分布的影响
严鹏, 卢文波, 李洪涛, 陈明, 周创兵
2009, 29(2): 182-188. doi: 10.11883/1001-1455(2009)02-0182-07
对高地应力条件下隧洞爆破开挖过程中围岩振动信号进行小波包分析,得到了振动信号不同频带上的能量分布。实测资料分析结果表明,爆破开挖时,初始地应力动态卸载诱发的围岩振动的频率范围和爆破荷载诱发的围岩振动频率范围基本相同,但地应力卸载诱发的振动中,低频能量占较大的比例;开挖面上的卸载应力值的大小和卸载面的大小共同决定卸载效应的强弱,而这两个因素均与开挖面上的炮孔布置和起爆网络的连接有关。
关键词: 爆炸力学, 能量分布, 小波包分析, 围岩振动, 爆破开挖, 地应力
隧洞开挖爆破地震反应谱特征研究
李洪涛, 卢文波, 舒大强, 杨兴国
2008, 28(4): 331-335. doi: 10.11883/1001-1455(2008)04-0331-05
利用地震工程中应用比较成熟的反应谱理论对隧洞开挖爆破地震进行研究。针对反应谱计算中必须输入加速度数据的问题,对实测爆破振动速度数据进行数值微分计算,并采用小波分析方法消噪得到准确、清晰的加速度时程曲线,继而将其用于反应谱计算。结合不同工程中大量的爆破振动监测资料,对隧洞开挖爆破地震反应谱进行分析。结果表明:隧洞开挖爆破地震反应谱都有一些共同的特征,反应谱曲线一般存在一个明显的峰值点,峰值对应的周期集中在几毫秒到几十毫秒的区间内。另外,在归纳、整理大量地下工程开挖爆破地震反应谱的基础上,得到了隧洞开挖爆破地震的设计反应谱。
关键词: 爆炸力学, 爆破振动, 爆破地震效应, 反应谱, 隧洞开挖
P波作用下衬砌混凝土的爆破安全振动速度研究
李洪涛, 卢文波, 舒大强, 朱传云
2007, 27(1): 34-39. doi: 10.11883/1001-1455(2007)01-0034-06
隧洞爆破开挖诱发的爆破地震会对邻近的衬砌混凝土产生不利影响,利用应力波(P波)在混凝土与基岩结合面处的透、反射规律研究结合面处的应力状态,并通过结合面的抗拉强度分析,提出了一种确定衬砌混凝土安全振动速度的理论计算方法。计算结果表明,新浇筑衬砌混凝土极限振动速度随着基岩弹模的增大而降低,而爆破地震波频率的影响非常有限。我国现行采用的新浇筑大体积混凝土基础面上的爆破安全振动速度有一定的安全储备。
关键词: 爆炸力学, 安全振动速度, 爆破振动, 衬砌混凝土, P波
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