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

doi:10.11883/1001-1455(2012)02-0157-07

岩石爆破开挖诱发振动的等效模拟方法

doi: 10.11883/1001-1455(2012)02-0157-07

1.
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072;
2.
武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室,湖北武汉430072

基金项目:

国家自然科学基金项目(50779050,50909077)

国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2010CB732003)

详细信息

通讯作者:
卢文波

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出版历程
- 刊出日期: 2012-03-25

Anequivalentsimulationmethodforblastingvibrationofsurroundingrock

1.
StateKeyLaboratoryof WaterResourcesand HydropowerEngineeringScience,
2.
WuhanUniversity,Wuhan 430072,Hubei,China;

Funds:

NationalNaturalScienceFoundationofChina(50779050,50909077)

theNationalBasicResearchProgramofChina(973Program)(2010CB732003)

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Corresponding author: LU Wen-bo

摘要

摘要: 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。
- 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
Abstract: Toovercomethedifficultiesinsimulatingaccuratelytheblastingvibrationofsurrounding rock,anequivalentsimulationmethodwaspresented.Theequivalentelasticboundarysubjectedto theblastingloadwasdevelopedformultipleboreholesaccordingtothespatialcharacterofrockdamagearoundboreholes. Blastingloadsontheequivalentboundaryvaryingalongtheboreholeaxiswas calculatedtheoreticallythroughanalyzingtheexpansionofboreholevolume,thedevelopmentof cracks,themovementofstemmingandtheoutburstofdetonationgases.Combinedwiththeblasting excavationoftheNo.1tailracetunnelinPubugouHydropowerStation,particlevibrationvelocitiesin thesurroundingrockweresimulatedbyemployingthisequivalentmethodbasedonthedynamicfinite elementmethod.Thecomparisonbetweenthesimulationresultsandthemonitoringdataindicates thatthisequivalentsimulationmethodisapplicabletocalculatingtheresponseofsurroundingrock duringblastingexcavation;andthattheselectionofmechanicalparametersoftherockneartheequivalentelasticboundaryhasasignificantimpactoncalculationresults.
- mechanicsofexplosion /
- equivalentsimulationmethod