- 叶海旺;杨坤;马宝臣;黄林超;杨万里;刘源;雷涛;彭瑞;李睿;余梦豪;
某凝灰岩骨料矿山岩体含有较为发育的柱状节理，导致爆破后大块率较高，增加了二次破碎成本。为降低矿山爆破大块率，根据现场爆破生产工况和岩体节理发育特征，使用MATLAB和ANSYS/LS-DYNA软件建立了含柱状节理的台阶爆破数值模型。在孔间延时时间20 ms前提下，分别设置排间延时时间50、46、42、37、33 ms,开展柱状节理岩体台阶爆破数值模拟试验。对比孔间延时时间20 ms、排间延时时间50 ms工况下的现场试验爆破块度和数值模型损伤进行统计分析，确定了爆破块度-损伤判据。对各工况下数值模拟计算结果进行统计分析，确定在孔间延时时间为20 ms的前提下，降低爆破大块率的最佳排间延时时间为42 ms。基于数值模拟结果开展现场爆破试验，结果表明：排间延时时间为42 ms时，爆破大块率为38.91%,相比于矿山原爆破大块率降低9.27个百分点。
2024年06期 v.30;No.142 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 金解放;陈萌;廖强强;杨益;黄方博;
地下岩体工程爆破开挖施工过程中，动载和地应力受爆源距离影响存在差异，导致岩石具有不同的动态能量演化特性。为研究动载与地应力对红砂岩动态破裂过程中能量演化特性的影响，利用动静组合加载试验系统，设置5个冲击速度和轴向静应力等级，对红砂岩进行冲击压缩试验。研究结果表明：反射能、透射能随冲击速度的增加呈幂函数增加，吸收能随冲击速度的增加呈对数函数增加。当冲击速度相同时，随着轴向静应力的增加，吸收能不断减小。轴向静应力为单轴抗压强度20%(13.5 MPa)时，红砂岩的吸收能系数最高，合理的动静组合加载比可以提高能量利用率。
2024年06期 v.30;No.142 9-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2301K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 陶铁军;田兴朝;
为确定地应力作用下大断面隧道爆破掏槽孔的最优布设角度，基于爆破裂纹扩展特征，提出了地应力作用下最优致裂角和掏槽角的理论计算方法，以云南省鲁甸县至巧家县高速公路共和村隧道为依托，结合ANSYS/LS-DYNA数值仿真软件对不同模拟工况下的掏槽爆破效果进行了对比分析，给出了最优参数，并进行了现场试验验证。结果表明：共和村隧道研究段的最优致裂角和掏槽角分别为70°和65°,理论计算与数值模拟结果基本吻合；采用优化后的高能减孔爆破方法，研究段上台阶爆破每循环钻孔数量减少约15%,钻孔时间平均节约14 min,超欠挖控制效果较好。研究结果可为类似大断面隧道的爆破参数设计与施工提供参考。
2024年06期 v.30;No.142 20-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 3245K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 申卫峰;李萍丰;谢守冬;秦涛;徐振洋;王雪松;
在高寒地区富水岩石中含冰裂隙缺陷对岩体力学性能的改变会直接导致高寒地区爆破作业受到影响。通过对不同角度的含冰裂隙岩石进行SHPB冲击试验和数值模拟，研究含冰裂隙的角度对含冰裂隙红砂岩的动态力学特性影响，试验结果表明：试件的弹性模量不同，裂隙角度0°和90°下试件的弹性模量分别为最高和最低。随着荷载增加，试件的塑性变形速率受到裂隙角度的影响，表现为裂隙角度60°的试件最易发生破坏，在能量吸收方面表现最优。在达到峰值强度后，裂隙角度进一步决定了试件的破裂模式和能量释放方式，裂隙角度0°和90°的试件主要为拉应力作用下的脆性劈裂破坏，其他角度为拉应力和剪切应力造成的混合破坏。
2024年06期 v.30;No.142 31-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1910K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 张腾;刘连生;刘昇;钟抒亮;夏胜明;陈浩;
为探究爆破振动在通过充填结构面岩体前后的演化特征，通过相似模型爆破试验，进行了爆破振动监测以及动态应变测试，从爆破振动速度、功率谱、动态应变、应力分布的角度分析爆破振动在不同倾角充填结构面岩体中的演化特征与应力反射规律，并利用ANSYS/LS-DYNA对爆破荷载作用下的结构面岩体进行数值模拟。结果表明：爆破产生的径向与垂向振动在通过结构面后衰减相对较小，并且衰减随着结构面角度的增大而减小，切向振动则相反；应力波在通过结构面后，岩体区域信号功率谱密度幅值随着结构面角度变小，衰减程度随之变大，地震波在通过结构面后，地震波主频带有往低频集中的趋势，这个现象在低倾角结构面岩体中表现更为明显；径向压缩应变强度随着结构面角度的增加而减小，应力波到达结构面后主要产生透射，使得拉伸应变强度较低；切向应变其本身强度较低，应力波到达结构面反射产生新的水平偏振横波使得拉伸应变随着反射能的增大而增大，并且其强度远高于压缩应变；爆破应力波在岩体中传播时，结构面与爆源距离最短的位置将会产生应力集中现象，这是由于纵波横波其随着反射系数的变化使得其在不同方向上的应力分量相互叠加抵消形成的。随着入射角度的增加，应力波会经历由压缩波转向拉伸波再转向压缩波的多个反复过程。
2024年06期 v.30;No.142 41-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3297K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 刘一伟;刘岗;宋亚东;孟海利;孙崔源;薛里;孙鹏昌;郭云龙;
在既有铁路营业线改造工程高陡边坡扩堑开挖中，为达到安全、高效开挖的目的，通过对爆破限制条件的分析，将大孔径宽孔距浅孔精细控制爆破技术应用于窄陡高边坡的爆破开挖，不再单独预留岩墙进行二次爆破。经过20余次爆破，该高陡边坡安全高效地完成开挖，未发生任何飞石、滚石侵线或伤人等事故，监测到的最大振动速度1.28 cm/s,达到精细控制爆破要求。该技术通过控制一次爆破的深度和边坡最外侧炮孔与边坡坡面的水平距离达到精准控制爆破破碎范围，成功控制边坡滚石的同时达到高效爆破开挖，表明在采取适当防护措施的条件下，大孔径宽孔距浅孔精细控制爆破技术可以取代通常需采用小孔径浅孔预留岩墙的低效率控制爆破技术。可为类似工程提供一定的参考和借鉴。
2024年06期 v.30;No.142 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 陈文尹;
掏槽控制爆破中减振空孔的布置形式及参数对隧道爆破效果有着重要的影响。通过分析掏槽爆破减振孔降振机理提出合理的减振孔布置方式，借助光滑粒子流体动力学方法(SPH),定量评价了孔径、孔距和布置方式对监测点平均和最大振速控制的效果，系统分析了空孔对掏槽爆破破岩效果影响，并结合实际工程开展相关验证试验。结果表明：1)岩石掏槽爆破抛掷效果与空孔布置形式和数量之间表现出强相关性，同时SPH得出结果表明减振孔布置方式既能保证爆破破碎效果，还可降低爆破振动效应；2)在实际工程应用中，建议减振孔应采用综合布置方式，尽量增大空孔直径，且减小Ⅱ类空孔孔间距；3)将提出的减振布孔技术应用于实际地铁隧道工程，地表振速精确控在0.15 cm/s以内，隧道掘进爆破炮孔利用率整体提高了14.2%,成功将循环进尺从0.75 m提升至1.5 m。
2024年06期 v.30;No.142 62-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2405K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 张耀良;王辉;李勇;何勇;吴关勇;李银年;夏云鹏;
面对紧邻运行项目一期，厂区紧密设备正常运行时爆破振动速度不得大于0.5 m/s、振幅不得大于120μm,且距被保护运行设备水平距离不足8 m,爆点低于被保护设备基础，临近海边孔内大量积水，无法进行静态破碎的复杂环境，为解决超深基坑及坑中坑、沟中沟、坑中台坚硬岩石的爆破开挖，采用“隔-阻-防，延时-分层-松动”相结合的爆破技术和全方位、多角度减振、防飞安全技术措施。基坑和沟槽一次性爆破开挖符合设计要求，实现了临近构筑物及设备设施最大爆破振幅不大于110μm、爆破振速不大于0.5 cm/s的技术目标，确保了厂房和设备的安全，爆后岩石块度适中，提高了作业效率，可对类似复杂环境下深基坑开挖工程提供借鉴作用。
2024年06期 v.30;No.142 71-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2201K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王文韬;王尹军;吴春平;刘玉龙;余梦飞;闫国斌;张阳;黄磊;
为提高某大型露天铀矿的爆破质量，研究了压渣爆破技术在控制爆破位移和爆堆形态，以及提高岩石破碎度等方面的作用。采用LS-DYNA软件的FEM-SPH耦合算法，基于该矿山现场采用的钻孔直径和台阶高度，分别建立了压渣厚度5、8、11 m的露天台阶数值模型，炮孔直径均为177 mm,台阶高度均为7.5 m。基于数值计算结果，比对分析了各个模型的内部损伤情况和爆堆形态。损伤分析结果表明，压渣厚度5 m的模型内部损伤程度较低，能量利用率低；压渣厚度8 m的模型内部损伤程度较大，台阶上表面完全破碎；压渣厚度11 m的模型粉碎区域过大，破碎区较小，爆炸能量过多地向顶部自由面释放。爆堆形态分析结果表明，压渣厚度5 m的爆堆隆起较低，前扑距离较大；压渣厚度8 m的爆堆隆起较高，前扑距离较小，且前扑程度在台阶高度方向上分布较为均匀，隆起高度在炮孔排间起伏较小；压渣厚度11 m的爆堆隆起最高，前扑距离最小，且在两排炮孔之间隆起较低，在炮孔位置隆起较高，前排炮孔隆起高度大于后排炮孔。可见，本模拟条件下，压渣厚度8 m无论是内部损伤情况，还是从爆堆形态来看，爆破效果均为最好。现场试验表明，随着压渣厚度增加前扑距离减小，爆堆上表面高低起伏程度加剧，爆堆高度增加，与数值模拟揭示的规律一致。本研究成果为大型露天铀矿压渣爆破的关键参数选取提供了技术依据；露天压渣爆破的爆堆形态数值模拟与分析，填补了压渣爆破研究领域的一个空白。
2024年06期 v.30;No.142 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1791K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 胡柏阳;罗伟;闫富杰;仇辉;宋光明;吕欣;邸云信;黄美丽;
为了实现城市复杂环境下基坑爆破开挖一次成槽，同时控制掏槽产生飞石等有害效应，在地下室基坑开挖项目中采用了浅-深孔结合一次起爆成槽的技术，一次性爆破开挖出符合要求的临空面，实现了无爆破飞石产生、临近构筑物最大爆破振速不大于1 cm/s、爆破噪音小于70 dB的目标，并根据起爆顺序和爆破振动波形分析了一次起爆成槽的爆破作用机理，成槽爆破作用过程大致分为4个阶段：浅孔拉槽爆破单独作用阶段、浅孔拉槽爆破和深孔台阶爆破扩槽的强共同作用阶段、深孔台阶爆破强压渣爆破和浅孔爆破弱拉槽的共同作用阶段和深孔台阶爆破单独压渣爆破的弱作用阶段。
2024年06期 v.30;No.142 87-92+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1677K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]