深部岩体爆破破坏特征及损伤机制分析
2021-04-15罗士瑾吕媛媛朱旭东孙淼军
水力发电 2021年1期
罗士瑾,吕媛媛,朱旭东,孙淼军
(1.舟山市铁路建设中心,浙江舟山316000;2.杭州交通投资建设管理集团有限公司,浙江杭州310020;3.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江杭州830047)
0 引 言
爆破在能量释放的瞬间可以对周围材料(如坚硬的岩石、煤层等)造成较大损伤,岩石爆破被广泛应用于地下隧道、石油、煤、天然气的开采中[1-3]。地下爆破中岩石材料、地应力、炸药当量等都对爆破的效果有较大的影响[4-7]。随着人类对资源需求的不断增加,开采深度也在不断增加,地下应力的复杂性对爆破效果产生了一定的影响。因此,大量中外学者[8-13]展开了地应力对爆破效果的影响研究。陶连金等[14]通过离散元数值模拟了节理爆破模型的能量衰减规律,节理对爆破能量的传播有一定的阻碍作用,并且随着节理数量的增加能量衰减程度也在增大。杨建华等[5]通过模拟不同地应力下的岩石爆破认为,地应力对爆破粉碎区的影响较小,随着地应力的增加,爆破应力随爆心距衰减加快。刘晓等[15]对隧道爆破开挖损伤区进行钻孔取样,通过室内试验研究不同地应力下的岩体强度得出,高地应力水平对爆破围岩损伤区有明显的影响。谢理想等[16]通过有限元数值模拟,分析了不同地应力岩体掏槽爆破过程的破坏机制认为,地应力越大,掏槽岩体爆破的损伤范围越小,掏槽孔有临空面的效果,使应力波形成拉伸波。目前,地应力下的围岩爆破大多采用有限元模拟的方式,分析主要集中于爆破应力、速度、能量等传播过程的变化,较少有学者采用离散元方式,分析不同地应力下岩石爆破产生的裂纹等方面的细观破坏机制。……
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