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爆破振动作为主要的爆破危害之一需严格控制,预裂爆破以其良好的减震和阻隔作用得到广泛应用。预裂缝的深度、超出爆破范围界限的长度等参数会直接影响到预裂缝的减震效果,此外充填水或岩屑的预裂缝其减震效果也会发生变化。探讨预裂缝参数及缝中充填介质变化对减震效果的影响,对于爆破工程中优化预裂缝参数,以及针对具体工程采取有效的降震措施均具有重要的实际意义。为此分析了预裂缝减震机理,运用LS-DYNA软件对不同工况下的预裂缝减震模型进行三维数值模拟,得出以下结论:(1)预裂缝有显著的减震作用,但是预裂缝后的减震率随着测点与预裂缝距离的增大而减小;预裂缝后存在一个减震效果明显的区域,当超出这个区域后,减震率下降较快。一定深度、长度和宽度的预裂缝,水平径向减震率高于垂直方向减震率,预裂缝对纵波的阻隔作用大于对面波的阻隔作用。(2)预裂缝的深度和长度达到一定值后,继续增加预裂缝的深度和长度,减震效果的提升并不明显。预裂缝深取0.75~1.5倍炮孔深度、预裂缝半长(预裂缝超出爆破界限)取0.75~1.13倍炮孔深度其降震效果明显且经济上合理。(3)若预裂缝在主爆炮孔起爆后不发生闭合,则预裂缝宽度对减震效果几乎没有影响。随着预裂缝与主爆炮孔距离的增加,其减震效果降低,即预裂缝应尽量布置在爆源近处。预裂缝后侧边坡壁面上的质点峰值振动速度,随着深度的增加,峰值振速先下降后缓慢上升,并且在地表处出现最大值。(4)无预裂缝、预裂缝充满水或岩屑情况下,质点峰值振动速度衰减规律都符合萨道夫斯基公式,但充满水或岩屑的预裂缝其衰减系数和衰减指数均小于无缝时的数值;当预裂缝较深时,缝后质点峰值振动速度衰减较不规律,不再符合萨道夫斯基公式。(5)与预裂缝内充满空气介质相比,充满水或岩屑的预裂缝降震效果明显降低。预裂缝充水或岩屑高度小于0.4倍预裂缝深度时,随着充填高度的增加,预裂缝的减震率下降缓慢,在该范围内预裂缝充填介质对减震效果的影响不大;当预裂缝充填高度大于0.4倍预裂缝深度时,随着充填高度的增加,减震效果降低明显。因此,工程实际中应避免预裂缝内的充填物高度大于0.4倍预裂缝深。