- 周阳威;蒋志明;邓琛;张庆彬;胡敏;于永纯;
为了研究环向切缝管装药爆炸时爆轰产物粒子的运动演化过程，采用光滑粒子流体动力学与有限元(SPH-FEM)耦合算法构建了环向切缝管爆破模型，在炸药上设置高斯点锁定不同位置的SPH粒子，观察分析不同粒子的运动速度、轨迹及岩体损伤过程。数值模拟结果表明：切缝与不切缝位置的爆轰产物粒子的运动形态存在显著差异，环向切缝中部与其端部以及非切缝段处均存在明显速度差。这种差异将在岩体中产生复杂应力场，有效促进被爆岩体的破坏。数值模拟研究结果验证了环向切缝管壁上的环向切缝能有效地调制爆轰波波形，进而通过切缝管狭缝的气隙聚能效应控制并会聚爆轰产物的流向与爆炸能量的定向释放，形成有别于传统空穴装药聚能效应的狭缝气隙聚能效应。
2023年02期 v.29;No.132 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 3808K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 宋青波;柏皓博;王海龙;赵岩;张奇;
为更加准确识别延时爆破实际的延时时间，引入一种基于CEEMDAN-交叉小波变换的识别方法。首先，通过CEEMDAN方法对爆破信号进行分解，并基于交叉小波变换识别选择振动信号优势分量；然后，将优势分量进行重构，利用希尔伯特变换求取信号幅值；最后，通过幅值包络图对延时爆破实际延时进行识别。计算结果表明，引入的方法有效地消除了爆破振动信号中的干扰项，可以更加准确的识别延时爆破实际时间，提高准确度。
2023年02期 v.29;No.132 10-16+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2270K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨洁;
边坡岩体含水裂隙在爆破开挖扰动下的扩展贯通是引发边坡滑坡的主要因素之一，也是岩土工程界的研究热点。从断裂力学角度出发分析了爆破荷载对边坡岩体含水共线双裂隙的扩展扰动机制。结果表明：爆破荷载作用下边坡岩体含水共线双裂隙的扩展与爆破应力波的幅值、裂隙水压、静态地应力大小、裂隙间距、裂隙长度和裂隙角等因素有关，边坡岩体裂隙系统之间的扩展与贯通由这些因素共同决定；给出了广义临界扰动荷载Q和混合应力强度因子K~A_Ⅱ(D)的表达式。爆炸应力波的作用实际上是增大了裂隙中的裂隙水压力。爆破开挖作用导致岩体侧压力系数m变化，会引起裂隙水压的改变，对裂隙的扩展的影响较为复杂；裂隙内端的II型混合应力强度因子K~A_Ⅱ(D)和广义临界扰动荷载的Q随爆破载荷幅值的增加而增加。K~A_Ⅱ(D)随着裂纹倾角的增加先增加后减小，在45°裂隙最容易出现起裂扩展。K~A_Ⅱ(D)随着裂隙长度的增加而增加，K~A_Ⅱ(D)随裂隙间距的增大而减小，裂隙间距对K~A_Ⅱ(D)有抑制作用。
2023年02期 v.29;No.132 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨露;张文清;
为了研究聚丙烯纤维含量和长径比对混凝土劈裂强度以及分形维数的影响，首先通过在含钢混凝土中添加不同含量和长径比的聚丙烯纤维制作混杂纤维混凝土试样，再利用分离式霍普金森压杆对试样进行高应变率动态劈裂力学试验。实验以相同冲击气压(0.2 MPa)对直径65 mm,高35 mm的10组试件进行测试。研究结果表明：聚丙烯纤维体积掺量为0.05%、0.1%时，长径比在3 000～9 000区间，混杂纤维混凝土的动态劈裂强度与能耗随掺量和长径比的增加有明显上升；在掺量为0.15%时，混杂纤维混凝土的动态劈裂强度与能耗均有所降低。各实验组中混杂纤维混凝土的分形维数均在2.3～2.6之间且小于普通混凝土，说明混杂纤维的添加可使混凝土的韧性、阻裂性能提升。
2023年02期 v.29;No.132 25-32+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1584K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 袁新华;
为探究混合岩在不同围压下破坏过程中的能量演化特征和损伤演化规律，利用伺服试验机对混合岩进行了轴向压缩试验。结果表明，混合岩不同破坏阶段的弹性应变能、耗散能的变化情况不同，屈服强度之前，能量基本以弹性应变能为主，耗散能几乎为0,屈服强度之后，弹性应变能减小后保持稳定，耗散能急剧增加。基于试样弹性应变能与总吸收能之比的定量指标将试破坏的过程分为3个阶段，依此为裂隙稳定扩展阶段、裂隙加速扩展阶段和裂隙贯通阶段。将混合岩的损伤演化过程分为4个阶段，分别为初始损伤阶段、损伤稳定发展阶段、损伤加速发展阶段和残余损伤阶段。
2023年02期 v.29;No.132 33-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 盖梦飞;仇安兵;王思杰;陈友荣;罗童;周世均;
随着水压爆破的广泛应用，对水压爆破的应变场变化的研究也越来越深入，为对比水、空气2种介质爆炸时应变场的变化，利用水泥砂浆模型试块，建立高速三维数字图像相关试验系统，分析了孔口装空气、孔口装水、孔底装水、孔口孔底装水装药结构爆炸时的应变场分布特征。研究结果表明：孔口孔底装水结构炮孔无论在轴向、横向引起的应变场范围、高应变区间均显著大于其他2种水袋结构炮孔，而无水炮孔应变区范围是最小的；除了在孔口起爆点附近区间，孔底装水结构与孔口孔底装水结构最先到达高应变区、峰值主应变相近外，在相同时刻孔口孔底装水结构在炮孔中部、底部的主应变值均大于其他3种炮孔结构；孔口孔底装水结构爆破时裂纹扩展峰值速度达599.7 m/s,约是孔口空气结构的1.6倍；越靠近试块表面中部位置，主应变越大，扩展速度也越快；对比证明了水压爆破相较于以空气为介质爆破时裂纹产生的时间更早、扩展更快速、致裂效果更好，可为类似工程爆破中提供借鉴和参考。
2023年02期 v.29;No.132 42-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 3203K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 梁冰;董鹏程;李刚;郝建峰;杨庆贺;
为解决辛安矿907工作面开切孔揭露坚硬全岩断层导致采煤机截割困难的问题，采用深孔预裂爆破理论，分析了爆炸荷载对断层的破坏作用，并设计了钻孔直径、钻孔深度、装药量、封孔长度和安全振动控制等爆破参数。运用LS-DYNA软件，开展断层爆破参数数值模拟，计算结果显示，炸药爆炸作用的有效范围约为7 m×22 m×2.7 m,在作用区域内应力叠加的作用下，产生远大于岩石的动态抗拉强度的应力，使岩体破碎。根据模拟结果优化爆破参数，并进行现场试验。试验效果表明，爆破后钻孔壁产生了不同长度和宽度的裂缝，形成了裂缝集中区域，基本达到了深孔预裂爆破破碎岩石的目的。采用深孔预裂爆破技术过断层有效地改善了采煤机作业环境，减少了50%的采煤机截齿消耗。
2023年02期 v.29;No.132 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2660K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 路小茜;王伟;郑永香;尹超;李亚东;周星宇;
为了分析爆破后裂隙内气体的返排规律，基于气液两相流规律，借助相场方法对两相流界面进行追踪，模拟了驱替压差、裂隙开度和接触角等对裂隙内气体返排过程中水气界面形态和位置的时空演化规律；通过响应面法，分析了各影响因素的显著性，最终建立了气体返排效果评价流程。研究表明，单因素分析裂隙内气体返排效率同驱替压差、裂隙开度成正比。通过多因素分析，以气体排出速率作为评价指标，建立了CO_2气体返排效果评价流程。该研究内容对低渗砂岩型铀矿的爆破增渗后气体返排工艺具有一定的理论参考和现场指导意义。
2023年02期 v.29;No.132 61-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2014K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黄晶柱;钟依禄;黄裘俊;肖维灵;孙俊涛;廖占象;胡玮锋;
为了提高矿山爆破飞石距离预测结果的精度，首先，根据马来西亚某矿山52次爆破作业记录的飞石距离相关参数，建立由6个输入(炮孔孔径、炮孔长度、最小抵抗线/孔距、炮孔填塞长度、最大一段装药量、炸药单耗)和1个输出(飞石距离)组成的数据库。然后，基于高斯过程回归机器学习算法，建立爆破飞石距离的预测模型，将其应用于马来西亚某矿山中，并与2种主流的机器学习方法(支持向量回归和神经网络)的预测结果进行对比。结果表明：从实际图-预测值图和残差分析看，基于双层神经网络构建的飞石距离预测模型的预测效果最差；从回归评价指标看，基于二次有理高斯过程回归建立的飞石距离预测模型的预测效果最优，其R-平方(R~2)值为0.9、均方根误差(RMSE)值为24.67、均方误差(MSE)值为608.61、平均绝对误差(MAE)值为21.42。由此可知，基于高斯过程回归预测矿山爆破飞石距离更精确。可为类似矿山爆破安全警戒范围计算提供理论基础。
2023年02期 v.29;No.132 73-79+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1130K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 耿世明;唐海;马谕杰;刘蒙;彭爱全;武俊博;姜威振;
为解决裂隙围岩隧道爆破掘进施工过程中断面轮廓控制不足、超欠挖严重的问题，以某隧道为例，通过分析掌子面爆破开挖过程中导致轮廓控制不足的主要因素，对炮孔装药结构、装药密度和光爆层厚度等进行了优化。现场爆破效果表明：采用优化后的爆破参数进行开挖，可有效控制爆破开挖断面轮廓，抑制拱顶岩体大面积离层，避免掌子面底部“根底”现象；隧道平均线性超挖量大幅降低80%,平均炮孔利用率提高至93.2%,有效降低了裂隙围岩隧道爆破开挖对围岩的损伤，改善了爆破效果。
2023年02期 v.29;No.132 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1416K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王俊新;王璞;黄永辉;程进;刘桐;高贵;周恩泉;
在矿体具有“鸡窝状分散分布”赋存特点的露天金矿中，需要优化全生产周期的各个环节来降低金矿石的损失与贫化，研究并优化爆破导致的矿岩体位移是重要途径之一。以青海某露天金矿生产现状与爆区位移较大的问题为基础，采用ANSYS/LS-DYNA软件对爆区中间断面4排炮孔进行建模，通过SPH光滑粒子流体动力学方法进行计算分析得到压渣层厚度为2 m时可以将爆区内部点位的隆起和水平位移限制在1 m以内，进而将压渣层厚度优化确定为5 m。结合矿山实际，围绕布孔方式、孔网参数与起爆网路提出6套综合性对照方案进行18组生产试验，统计分析爆区内4个标志点位移数据得到：对于爆破位移控制效果，小V优于大V优于斜线起爆，矩形布孔略优于三角形布孔；综合对比确定该矿山矿岩体位移控制最优爆破方案为“矩形3 m×3 m布孔+小V中间起爆”,可将隆起和水平平均位移控制在0.77、0.52 m,较以往降低了约50%,经后续生产实践验证可以满足金矿取样圈矿、分选采装以及最终选冶要求。试验思路与成果为今后进一步的优化研究提供了基础，对类似矿山的生产实践具有一定的参考价值。
2023年02期 v.29;No.132 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 3750K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]