- 李重情;胡云飞;
为解决坚硬断层阻碍回采问题，对过坚硬断层弱化爆破技术展开了研究。通过静态力学试验确定了断层岩石的基本力学性能，根据试验结果对HJC模型参数进行了修正，同时引入新破坏准则对HJC模型进行优化，并验证了模型参数的准确性，基于改进后的HJC模型对断层弱化爆破进行数值模拟。结果表明：爆破粉碎区和裂隙区半径随着不耦合系数的增大而减小，当不耦合系数为1.2时，爆破范围最大为0.806 m;在该不耦合系数下，炮孔间距为1.4 m时裂纹能产生贯通效果。通过对耦合介质进行模拟，得到水作为耦合介质相较于空气具有更高的能量传递效率，且能量利用率比空气高14.7%;含水炮孔爆破后粉碎区半径随着含水体积分数的增大而增大，含水炮孔爆破粉碎区半径约为干孔爆破的2.2倍。
2025年01期 v.31;No.143 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 赵文;张宝亮;陈立伟;李玉景;
为研究围压环境下原煤的动力学特征，借助分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Bar)试验系统及高速摄像，开展不同围压状态(3、6、9 MPa)和应变率(73.34～125.66 s~(-1))下原煤试样的冲击破坏试验。结果表明：煤体在线弹性阶段的变形与应变率和围压有关，弹性阶段的强度随应变率和围压的增加而增加，应变率和围压的增加提高了煤体内部的抗变形能力；煤样的冲击破坏具有显著的应变率效应，随着应变率增加，煤体单位时间产生的应变量以及最大应变均增加；3 MPa时，煤样均发生层裂破坏；6 MPa时，煤样部分发生层裂破坏；9 MPa时，煤样均保存完整。卸载后煤样端面中心较为完整，受冲击产生的裂隙由端面中心向煤样边缘扩展。研究结果可为深部煤岩动力灾害机理研究和防治措施制定提供参考。
2025年01期 v.31;No.143 10-16+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2334K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 路燕泽;王立杰;连欢超;杨曦;于兴社;尹爱民;
为提升掏槽效率，对大直径深孔分段爆破成井掏槽方式进行优化。选取4种模型进行破裂区域大小理论计算，利用ANSYS/LS-DYNA数值软件开展单孔爆破以及不同掏槽方式下的爆破模拟试验，以爆破破裂区域连通性和连通空间大小为指标进行分析。结果表明：当单孔爆破后，可将周围破碎岩体划分为4个区域：压碎(缩)区、破碎区、破裂区和弹性振动区。其中，压碎区及破碎区可以认为是有效破裂区，掏槽效果与有效破裂区范围的大小相关；将损伤区与塑性变形区考虑为破裂区域时，由理论计算破裂区域半径与炮孔半径之比分别为9.403,8.438,数值模拟分析显示两者比值为8～10,表明模拟结果准确；对比2种掏槽方式并结合工程应用，桶形掏槽成本高且难以满足生产需求，螺旋掏槽爆破后整体效果优于桶形掏槽，建议矿山选取螺旋掏槽进行大直径深孔分段爆破切井。研究结果从多种理论方法出发，结合数值模拟定义有效破裂区，并开展工程实践验证，为大直径深孔分段爆破切井掏槽方式的选取提供了依据。
2025年01期 v.31;No.143 17-23+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2860K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张建国;杨文;汪海波;拜晓亮;张翌炜;樊永强;吕闹;杨永斌;杨波;程兵;闫高文;薛文飞;
为探究岩石层理面与炮孔连心线的夹角对隧道光面爆破效果的影响，利用ANSYS/LS-DYNA软件建立5种不同夹角的双孔爆破模型，分析爆破作用下不同倾角层理时岩体的有效应力、裂隙扩展和损伤量变化规律。结果表明：层理面的存在对局部的爆炸应力波传播产生影响，在层理面两侧分别起着阻碍和增强作用，并直接带来两侧裂隙扩展和损伤程度的变化；层理面与炮孔连心线的夹角在30°～60°对贯通裂隙的形成影响较大；当夹角为15°时，围岩损伤范围是完整岩体的1.78倍，当夹角为30°时，双孔间形成明显的锯齿状贯通裂隙，导致一边炮孔位置处超挖，另一边欠挖，当夹角为75°,双孔间贯通裂隙基本沿着炮心连线。夹角越大，损伤范围越小，夹角大小与损伤范围之间呈负相关。对比不同工况的损伤占比可知，夹角越大，损伤比越接近完整岩体，层理对光面爆破成型的影响减小。
2025年01期 v.31;No.143 24-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2237K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨文轩;王磊;马飞飞;王远鹏;陈世官;
为研究裂隙注浆砂岩冲击破坏及能量耗散机制，利用φ50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)对不同裂隙倾角注浆裂隙砂岩开展单轴冲击试验，选取典型角度(75°)开展不同应变率单轴冲击试验，分析试验中试件的动态力学特性及破坏形态，依据能量耗散规律，揭示其破坏机制。结果表明：不同加载角度与加载率条件下，砂岩试件应力-应变曲线均具有“三阶段”变化趋势，都存在由弹性受压阶段发展至失稳阶段的变化趋势；砂岩试件的动态压缩强度随裂隙倾角的增大呈现出先减后增的趋势，45°时出现强度拐点，同时砂岩试件具有明显的应变率效应，其动态抗压强度随应变率的增加而增加，动态抗压强度的极差为16.2 MPa。能量耗散方面，砂岩试件的能量耗散存在明显的应变率效应，随着应变率的增加，试件的各种能耗均有不同程度的增加。对比试件的动能变化，入射能的增加使得更多的能量用于试件动能耗散，导致试件破坏形态更加破碎，产生更多的碎屑；相同应变率，不同角度下试件透射能占比很小，结构面对应力波的衰减效果明显。
2025年01期 v.31;No.143 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1735K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曹学平;刘广林;蒋志明;施仁智;董思军;张庆彬;张鹏;李嘉顺;
为研究孔内炸药殉爆距离及隔板对其影响规律，基于见证铅柱研发了一种能够准确判断钢管模拟殉爆试验中被发药包殉爆情况的试验新装置，提出“相对猛度值”概念及其临界值新指标用于判断被发药包的殉爆程度。采用该装置进行了7组钢管模拟殉爆试验，以常规猛度指标判断主发药包爆轰性能，以相对猛度值指标结合爆后钢管损伤情况评价被发药包殉爆能力。结果表明：有、无隔板空气间隔装药均存在一个相对猛度临界值I_C=1.15,可用于有效判断被发药包殉爆情况与殉爆距离；有隔板装药钢管内殉爆距离为105 cm,而无隔板装药则为80 cm。模拟殉爆试验结果验证了有隔板空气间隔装药的轴向聚能作用以及基于见证铅柱测试新法的可行性、客观性与准确性。
2025年01期 v.31;No.143 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 余俊;王业顺;李泰灃;谢康;邓志兴;
针对爆破施工时的振动表面波危害，基于周期性理论，研究周期性排沟的能带结构和带隙机理，并推导了带隙边界频率计算公式；通过频域研究，讨论了排数和隔振距离对隔振效果影响；最后针对具体爆破振动，分析了周期排沟隔振适应性。结果表明：周期性排沟可以产生局域共振型表面波带隙，其中，排沟深度对带隙影响较大，排沟宽度和排距对带隙影响较小。频域计算结果显示，单排沟隔振效果不佳，双排沟隔振效果较好，3排沟隔振效果最佳，当排数超过3排时，隔振效果趋于稳定；排沟与振源距离对隔振效果影响较小。当选择合适的排沟参数时，相比无排沟情况，有排沟的振动加速度同比减小97%,说明周期排沟可以较好地隔断爆破振动。相关研究可为类似工程隔振减振提供参考。
2025年01期 v.31;No.143 121-129+138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1944K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曹明星;严松宏;郑永强;邵春;王能学;杜嘉轩;
为了控制新建隧洞爆破施工中既有铁路隧道衬砌安全性，采用现场监测、理论计算和数值模拟的方法研究了既有铁路隧道在爆破荷载作用下的应力分布和振动传播规律，利用动态有限元程序LS-DYNA进行了三维有限元仿真，并验证了其准确性。建立了PPV与最大主应力的关系模型。根据最大抗拉强度准则，计算了既有铁路隧道衬砌爆破振动安全阈值。根据数值模拟结果，确定了既有铁路隧道应力、振速达到最大值的位置及分布规律，沿隧道轴向，边墙PPV(峰值振速)最大；隧道横断面PPV值从中间到隧道两侧依次减小，应力波首先到达迎爆侧边墙位置；横截面受力中，最大主应力值出现在拱脚处，拱顶次之。最危险截面为z=12 m,此时截面最大主应力最大。
2025年01期 v.31;No.143 130-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 2064K] [下载次数：469 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吕加兵;陶铁军;邱贤阳;段武全;
隧道钻爆法施工过程中，明晰爆破能量的传播规律是量化支护结构振动控制的前提，而层理是影响爆破能量传播的重要影响因素。为探究层理影响隧道爆破初始能量传播后支护结构振动响应特性，以巴岳山隧道为背景，采用LS-DYNA建立三维数值模型，结合现场振速监测，研究了隧道掌子面区域含层理情况下的衬砌振速特征，明确了二衬振速的安全阈值与安全距离。研究结果表明：在距掌子面2 m范围内，层理隧道的初支振速较无层理隧道大，原因在于层理的存在使得爆炸应力波形成多次反射，在一定区域内造成能量的往复作用，致使支护结构振动较大；在距掌子面2 m范围外，层理隧道的振速衰减较无层理隧道快；斜交于层理方向的振速受层理影响较大，平行于层理方向的振速受层理影响较小；隧道二衬峰值振速和峰值拉应力均出现在左侧拱腰处；隧道衬砌的安全振速阈值为14 cm/s,二衬结构的安全距离为34 m。
2025年01期 v.31;No.143 139-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 2128K] [下载次数：362 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 韩文抢;王熙辰;夏裕栋;张学民;阳军生;
针对华蓥山公路隧道双洞近距离下穿既有高顶山电站引水隧洞的空间位置关系，结合萨道夫斯基公式，提出了超前小导洞加扩挖的开挖方法和钻爆设计参数，与台阶法进行比选；通过LS-DYNA有限元软件建立计算模型，分别分析了超前小导洞加扩挖、台阶法开挖工况下爆破振动对引水隧洞结构安全的影响。研究结果表明：采用超前小导洞加扩挖方法可以有效控制爆破振速。通过现场爆破振动监测验证了实施效果，保证了华蓥山隧道双洞下穿既有引水隧洞结构和运营的安全稳定。
2025年01期 v.31;No.143 148-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 2307K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 薛威;王永东;柏文军;胡志豪;任雨桐;史林猛;
为有效降低隧道实测爆破振动信号中噪声干扰，提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)联合独立分量分析(Independent Component Analysis, ICA)的去噪方法。将原信号依次在不同分解模态数K下进行VMD分解预处理，利用分量能量差参数θ分析确定模态数K,通过信噪比SNR选取最优的惩罚因子α值；在最佳参数K、α下，原始信号经VMD分解可获得一系列频率从高到低排列的本征模态分量(Intrinsic Mode Function, IMF)。为最大程度保留原信号真实成分，通过FastICA算法对IMF分量进行盲源分离，得到与IMF分量相同数量的ICA分量，将各个ICA分量进行排列熵(Permutation Entropy, PE)的随机性检测，准确区分并去除噪声分量，同时对低噪进行平滑处理。将处理后的ICA分量重构得到去噪后的振动信号。利用仿真信号检验该方法的可行性并与现有去噪方法对比得出：VMD-ICA算法的去噪信号波形和去噪效果指标均优于EMD和小波阈值去噪算法。对实测爆破振动信号进行去噪处理表明：VMD算法不仅可以较好地剔除信号中的干扰成分，而且能快速地提取信号中的有用信息。
2025年01期 v.31;No.143 156-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 2251K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据