- 吴波;崔耀中;韦汉;徐世祥;蒙国往;蔡俊华;
为优化矿山法隧道施工椭圆双极线型聚能药包炮孔参数,采用ANSYS/LS-DYNA对聚能破岩进行数值模拟,利用灰色关联度法和熵值赋权法对爆破裂纹扩展情况进行分析,得到炮孔径向、轴向不耦合系数和炸药放置位置与裂纹扩展的关联度。结果表明:炮孔轴向不耦合系数对聚能爆破裂纹扩展效果影响最大,药包位置、炮孔直径影响次之。最佳爆破效果的炮孔参数组合为:轴向不耦合系数为1.25,炮孔直径为90 mm,药包位置为底部。研究结果可为矿山法隧道施工作业设计提供相关理论指导。
2022年05期 v.28;No.129 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 942K] [下载次数:265 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:0 ] - 过江;赵培东;张琛;李萍丰;刘翼;张兵兵;
为探究露天矿山爆破工程调参与破碎能耗控制的相关性,结合大皇山凝灰岩矿的生产统计数据,提出砂石骨料加工破碎环节的能耗控制指标耗量比,建立耗量比与爆破参数多目标粒子群优化(MOPSO)模型,对耗量比与孔排距和炸药单耗及钻孔超深3个爆破参数的代理模型进行寻优,并结合修正Kuz-Ram模型对寻优结果的可靠性和以能耗指标作为爆破效果评价指标的合理性加以佐证。结果表明:在相对最佳耗量比指标下,细碎阶段耗量比指标是粗碎和中碎阶段的1.5倍左右;爆破参数中,孔排距取6.0 m×3.0 m,炸药单耗取0.35 kg/m~3,超深根据实际情况在1.7~2.0 m间取值。与未经优化参数相比,寻优参数对应着更小的平均块度,为64 cm,说明较低的破碎能耗指标与良好的爆破效果存在着对应关系。
2022年05期 v.28;No.129 9-16+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1225K] [下载次数:265 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:6 ] |[阅读次数:1 ] - 李志敏;汪旭光;汪泉;刘文震;
为了研究缓冲材料EPS对水下爆炸能量的衰减作用,在爆炸水池内起爆有EPS包裹的雷管,采用压力传感器测量水下固定爆心距点爆炸冲击波,采用振动传感器测量实验水池近地面固定点振动。结果表明:EPS缓冲柱体半径按梯度增大,压力测点冲击波超压、比冲击波能以及振动测点竖直方向振动速度都衰减显著;在缓冲柱体半径R≥80 mm时,水下爆炸脉动波弱化或消失;增加EPS缓冲材料的密度,可有效衰减压力测点爆炸能量,但对振动测点速度衰减影响较小;压力测点爆心距增加,测得爆炸能量减小,但能量衰减率不一定因有EPS材料缓冲而提升。导出式(1)可根据实际防设点的爆心距和药包半径来近似设计水下爆炸EPS缓冲材料厚度和密度。
2022年05期 v.28;No.129 17-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1176K] [下载次数:171 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ] - 柴耀光;刘连生;曾鹏;刘伟;易文华;杨砚;钟抒亮;陶铁军;
基于直径50 mm的Hopkinson压杆装置,从宏观与微观两方面探究含水红砂岩在应力波作用下的力学特性与损伤演化机理,并将弹性模量定义的含水损伤与微元破坏数量定义的荷载损伤视为宏观损伤与微观损伤,基于Weibull理论与Drucker-Prager准则,推导得到红砂岩在含水率与应变率耦合作用下的复合损伤变量与动态损伤本构方程。研究表明,岩石损伤在一定范围内随含水率的增加而逐渐扩大,随着试样饱和,含水损伤趋于稳定。复合损伤变量与荷载损伤在应变率的作用下变化趋势近似,可分为初始阶段、低速发展阶段与快速发展阶段,代表了岩石在爆破冲击作用下的损伤演化过程,与含水红砂岩动态压缩破坏过程中应力-应变曲线的各个阶段相对应。将理论应力-应变曲线与实测应力-应变曲线进行对比,对建立的动态损伤本构模型准确性进行验证,发现该模型与含水红砂岩在动态压缩过程中的各个阶段拟合度较好,证明了该模型的准确性。
2022年05期 v.28;No.129 23-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K] [下载次数:318 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:1 ] - 姚威;陈佩圆;葛进进;卢龙刚;顾柯柯;徐颖;
为研究含水率、温度对砂岩力学特性的影响机理,以灰砂岩为研究对象进行不同温度(20、-20、-30℃)和不同含水率(0%,20%,100%)状态下的岩石单轴压缩(UCT)和动态冲击试验,并对压缩破坏后试件的破裂断口形貌进行SEM扫描分析。结果表明:在20℃,随着含水率的增加,试块的静态抗压和动态冲击强度在降低;-20℃和-30℃情况下试块的静态抗压和动态冲击强度会随着含水率的增加,呈现先增长后下降的趋势;而在同一含水率的情况下,随着温度的降低,试块的峰值应力逐渐增大,即抗压强度会逐渐增强;依据单轴压缩破坏后的试件,得到宏观破裂模式可分为拉张型破裂、剪切型破裂和滑移型破裂;通过SEM扫描试件,得到了微观破裂类型主要分为拉张和剪切滑移两种。研究结果可为低温环境下岩石力学工程设计、施工提供参考。
2022年05期 v.28;No.129 33-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K] [下载次数:377 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ] - 廖崇超;王雁冰;
为了分析不同耦合介质装药结构下脆性材料的爆破机理问题,通过实验室试验及数值模拟方法对水耦合装药和空气耦合装药爆破效果以及裂纹扩展机理进行研究。在实验中,试件材料采用透明均匀的PMMA(有机玻璃),炸药采用DDNP(二氮烷基苯酚),利用高速摄像机观察压裂和裂纹传播过程,然后从定量和定性两方面对不同耦合介质装药爆破下裂纹传播行为进行分析。观察实验过程以及数值模拟软件LS-DYNA分析结果表明,可以得到空气耦合介质下,试件炮孔周边次生裂纹少,裂纹分叉现象较少,形成规则的贯通裂隙。相比于空气耦合,水耦合介质条件下,炮孔周围形成规则不一的裂纹,破碎区直径增大,横向裂纹增多,对孔壁产生的压力较均匀,破碎效果好。同时在数值模拟分析中得出不同耦合介质装药结构下脆性材料的爆破应力云图和v-m时程曲线图,得出水耦合装药爆破可以获得更高的孔壁初始压力,且对孔壁产生的压力较为均匀,爆破的破碎效果更好。
2022年05期 v.28;No.129 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K] [下载次数:219 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]