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随着爆破技术的广泛应用,其所产生的震动、空气冲击波、噪音、飞石等负面影响日益引起了人们的关注,其中爆破震动被认为是各种公害之首。爆破所产生的地震波对各种结构均有不同程度的影响,尤其是地下结构,可能出现巷道围岩失稳、支护结构失效破坏、诱发冲击矿压等严重后果。因此,研究爆破地震波对巷道围岩的影响,探讨掘进爆破巷道围岩的动力响应尤为重要,是爆破震动研究领域中的重点内容。 基于以上基本情况,本文结合高等学校博士学科点专项科研基金“掘进爆破动荷载对锚喷支护结构损伤和破坏研究”(编号:20113718110002),经过查阅和研究相关文献,在理论研究、数值计算、有限元模拟相结合的基础上,对掘进爆破巷道围岩的动力响应问题进行了一系列的研究。主要包括以下几个方面: (1)对爆破地震波的有关特性进行了研究,得到爆破地震波特性既取决于爆源条件,又受到岩石物理性质、地质构造和地形地貌等多种因素的影响。 (2)运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,对巷道围岩的爆破地震效应进行了模拟,并且通过与理论公式的对比,验证了模拟的正确性。 (3)基于弹性动力学,对深部巷道围岩爆破卸荷瞬态应力场进行计算;结合算例分析,总结出深部巷道围岩的瞬态卸荷破裂范围规律。 (4)从理论上推导出巷道围岩中锚杆在爆破振动作用下的运动规律,得到锚杆的振动微分方程,并通过计算得到锚杆上位移、速度、受力的变化情况。 本文取得的研究成果对地下工程爆破地震效应的研究有着重要的的理论意义和应用价值。