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本文以高速摄影为主要测量手段,通过含软弱夹层的顺层露天台阶爆破的水泥砂浆模型实验,探索出利用高速相机拍摄爆炸作用下夹层土运动过程的较理想方法。为研究含层间充填土岩体爆破机理及其层裂效应提供了有效的实验手段。
对现场爆破情况分析知,顺层台阶爆破的抵抗线、炮孔装药量、软弱夹层含水率是影响边坡稳定性的主要因素。在上述三个因素条件下分别进行顺层台阶爆破模型试验,得出其影响规律:层间充填土运动速度随炮孔中心距的变化曲线呈幂函数关系衰减;距炮孔相同位置的运动速度值随着药量、含水率、抵抗线的增加而增加。
夹层土运动形成空腔后,对夹层密度测试与分析:由于空腔壁面在爆炸作用下出现众多密集小裂纹,因此腔壁近区密度不是最大,随距离增加,裂缝消失密度达到最大,距炮孔22~27倍孔径处密度最大,然后密度逐渐减小,直到原始状态。
作为对试验的验证和补充,采用LS-DYNA3D对爆破作用下夹层的运动过程进行了模拟,分析夹层层面速度变化规律,爆轰气体对夹层的冲刷挤压作用和对岩体的竖向应力作用及其产生的层裂效应,并与高速摄影试验结果相比较,模拟分析与试验结果有较好的一致性。
本文的研究结论为含软弱夹层的顺层边坡爆破设计和边坡稳定性分析提供依据。