论文部分内容阅读
切槽爆破通过对炮孔形状进行加工来改善孔壁周围岩体的受力状况，是定向断裂控制爆破中的一种重要技术。这种断裂控制爆破法通常采用不耦合装药结构，具有切割面光滑平整、对两侧岩体破坏损伤小、便于在工程中推广等优点，在饰面开采、巷道掘进、岩石边坡、大块破碎等工程中被大量采用。
本文借助显示动力分析软件ANSYS/LS-DYNA，建立了若干切槽孔和圆孔的“准三维”弹塑性模型，对岩石模型中爆炸应力波的传播与切槽孔四周的应力场分布特征进行了研究，总结了炮孔在含有对称V形切槽条件下起爆所引起的尖端效应以及径向不耦合系数、炮孔间距、切槽深度、张角等切槽参数对应力波尖端效应的影响，给出了优化的切槽爆破参数选取范围，本文主要结论如下：
(1)切槽爆破过程中除切槽抑制区外，各测点单元应力峰值均随不耦合系数增大而减小，且离爆破中心距离越大，相应峰值衰减速率越慢。
(2)相同径向不耦合系数条件下，爆炸产生的孔壁第一主应力峰值大小关系为切槽尖端区＞切槽圆弧区(约等于圆孔孔壁)＞切槽抑制区。其中切槽抑制区有效应力峰值和第一主应力峰值由抑制区凹点向两侧逐渐增大，且向尖端方向峰值递增速率更快。
(3)切槽对爆炸应力波传播的影响在孔壁附近最大，随着距离的增加该影响逐渐减小。
(4)当径向不耦合系数Kd＜2.65时，不耦合系数的增大会降低孔壁附近的应力波尖端效应。但是不耦合系数的变化对切槽孔远端测点的应力波传播无明显影响。
(5)当双孔切槽爆破裂纹能贯通于两切槽孔连线时，逐渐增大孔间距会使裂纹提前止裂而达不到贯通的目的，且止裂位置会首先出现在炮孔连线约1/3处，故在其他参数一定的条件下要根据被爆介质的物理力学性质合理调整孔距。
(6)对于V形切槽爆破，切槽深度不宜取太大，建议取0.1~0.2倍炮孔直径，切槽张角建议在60°~90°以内取值；对于矩形切槽爆破，切槽宽度建议取0.05~0.1倍炮孔直径，切槽深度建议在0.1~0.2倍炮孔直径以内取值。
本文借助显示动力分析软件ANSYS/LS-DYNA，建立了若干切槽孔和圆孔的“准三维”弹塑性模型，对岩石模型中爆炸应力波的传播与切槽孔四周的应力场分布特征进行了研究，总结了炮孔在含有对称V形切槽条件下起爆所引起的尖端效应以及径向不耦合系数、炮孔间距、切槽深度、张角等切槽参数对应力波尖端效应的影响，给出了优化的切槽爆破参数选取范围，本文主要结论如下：
(1)切槽爆破过程中除切槽抑制区外，各测点单元应力峰值均随不耦合系数增大而减小，且离爆破中心距离越大，相应峰值衰减速率越慢。
(2)相同径向不耦合系数条件下，爆炸产生的孔壁第一主应力峰值大小关系为切槽尖端区＞切槽圆弧区(约等于圆孔孔壁)＞切槽抑制区。其中切槽抑制区有效应力峰值和第一主应力峰值由抑制区凹点向两侧逐渐增大，且向尖端方向峰值递增速率更快。
(3)切槽对爆炸应力波传播的影响在孔壁附近最大，随着距离的增加该影响逐渐减小。
(4)当径向不耦合系数Kd＜2.65时，不耦合系数的增大会降低孔壁附近的应力波尖端效应。但是不耦合系数的变化对切槽孔远端测点的应力波传播无明显影响。
(5)当双孔切槽爆破裂纹能贯通于两切槽孔连线时，逐渐增大孔间距会使裂纹提前止裂而达不到贯通的目的，且止裂位置会首先出现在炮孔连线约1/3处，故在其他参数一定的条件下要根据被爆介质的物理力学性质合理调整孔距。
(6)对于V形切槽爆破，切槽深度不宜取太大，建议取0.1~0.2倍炮孔直径，切槽张角建议在60°~90°以内取值；对于矩形切槽爆破，切槽宽度建议取0.05~0.1倍炮孔直径，切槽深度建议在0.1~0.2倍炮孔直径以内取值。