国家自然科学基金(51125037)
- 作品数：22 被引量：277H指数：11
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- 深部岩体在掏槽爆破过程中的损伤演化机制被引量：29
- 2017年
- 为研究深部岩体掏槽爆破过程中岩体的损伤演化机制,将Cowper-Symonds硬化模型与拉压损伤模型耦合以后的模型嵌入到LS-DYNA软件中对其进行数值模拟研究。数值模拟结果表明:地应力及临空面的存在对岩体的损伤演化机制有影响,地应力存在对应力波所诱发的压力载荷产生抵制作用,使得岩体受压力荷载作用产生的损伤范围受到影响,随着地应力增大,掏槽爆破岩体的损伤范围变小;掏槽爆破中的中心孔有充当临空面的作用,使得应力波在遇到临空面时形成拉伸波,并造成中心孔附近岩体的拉损伤往岩体内部扩展,最终有加大掏槽孔周围岩体的损伤范围作用。
- 谢理想卢文波姜清辉张乾兵王高辉陈明严鹏
- 关键词：深部岩体掏槽爆破地应力
- 地应力瞬态卸载诱发振动的能量分布特性被引量：9
- 2016年
- 高地应力条件下隧洞爆破开挖中,岩体初始应力的瞬态卸载诱发的振动是岩体爆破开挖振动的重要组成部分。为揭示地应力瞬态卸载诱发振动能量特征及其对爆破开挖振动能量分布的影响,采用基于功率谱的振动能量分析方法,研究爆炸荷载和不同水平地应力瞬态卸载诱发的振动能量频域分布特征。研究表明:爆炸荷载与地应力瞬态卸载诱发振动的能量频域分布范围基本一致,但瞬态卸载诱发振动主频一般低于爆炸荷载诱发振动主频;地应力瞬态卸载诱发振动会增加爆破振动能量的低频成分,是影响爆破开挖振动能量分布特性的重要因素;地应力水平的提高会增大地应力瞬态卸载诱发振动的幅值,对能量的频域分布无影响。
- 赵振国严鹏卢文波陈明周创兵
- 关键词：岩石力学深部岩体爆破振动功率谱
- 深部地层地应力水平与爆破振动频率特征的相关性被引量：5
- 2016年
- 不同的地应力水平对深部岩体爆破振动的频率和能量分布具有重要影响。通过对不同地应力水平的深埋隧洞爆破开挖过程中实测围岩振动信号进行快速傅里叶变换,采用功率谱分析方法研究振动信号在不同频带上的能量分布。研究表明,实测爆破振动的低频振动(<50 Hz)能量占总振动能量的百分比随应力水平的提高而增加;爆破振动在其频域中除了有一个主振频率外,还存在多个子频带,且各子频带振动的能量与主频带振动能量的差距随应力水平的提高而减小;伴随爆破破岩过程而发生的应变能瞬态释放效应诱发围岩振动的主频一般比爆炸荷载诱发振动的主频低;在50 MPa或更高应力水平下,应变能释放诱发的振动能量与爆炸荷载诱发振动能量大致相当。
- 杨润强严鹏卢文波陈明王高辉
- 关键词：爆破振动振动频率功率谱分析
- 基于爆破振动的岩质边坡损伤神经网络预测被引量：1
- 2016年
- 岩石高边坡的爆破开挖会对保留岩体造成损伤,岩体损伤过大可能导致边坡失稳,需严格控制并准确确定开挖损伤深度,因此,提出一种快速精确的损伤深度预测方法.以白鹤滩水电站左岸834.0-770.0m高程坝肩槽边坡爆破开挖为背景,利用六个开挖梯段的多高程、多爆心距爆破振动监测及损伤深度声波检测的数据,建立基于振动峰值的爆破损伤深度BP神经网络预测模型,对高边坡爆破损伤深度进行实时预测.该方法利用不同部位及不同爆心处的质点峰值振动峰值作为主回归变量,同时还考虑最大单响药量和岩体强度的影响.结果表明,当开挖区域坡体岩性相似且无长大软弱结构面发育时,运用神经网络模型及多高程实测爆破振动预测本梯段爆破损伤深度的方法简便可行,预测精度可满足实际工程需求.作为传统爆破损伤声波检测的补充,可大大减轻现场声波测试工作量.
- 邹玉君严鹏卢文波陈明王高辉
- 关键词：岩石高边坡爆破振动BP神经网络
- 微差段间重复扰动导致深埋隧洞围岩损伤机制被引量：6
- 2016年
- 爆破荷载和地应力的瞬态卸载是深埋隧洞开挖损伤区孕育及演化的重要影响因素。根据深埋圆形隧洞爆破开挖过程,采用理论模型和数值模拟相结合的方法分析开挖面上各段爆破引起的爆炸荷载和地应力瞬态卸载应力场的变化规律,并比较各段爆破开挖对隧洞保留岩体的损伤程度。计算结果表明,爆炸荷载对围岩岩体造成的破坏主要是张拉破坏或张剪破坏,地应力瞬态卸载造成的破坏主要是压剪破坏;各段开挖爆炸荷载和地应力瞬态卸载对最终的开挖损伤区均有贡献,体现了重复扰动损伤效应,其中以MS7和MS9段的影响最大,表明各段开挖对最终损伤程度的影响不仅与荷载值的大小有关,与各段的开挖半径同样关系密切;当地应力水平不断提高时,地应力瞬态卸载对损伤区的贡献也会越来越明显;当深埋隧洞开挖的爆破参数相同时,地应力水平将成为围岩损伤的决定性因素。
- 何琪严鹏卢文波陈明王高辉
- 关键词：隧道工程深埋隧洞爆破开挖
- 钻爆法与TBM开挖深部洞室诱发围岩应变能释放规律被引量：11
- 2015年
- 在深部岩体开挖过程中,围岩应变能的释放是导致岩体破坏的诱因之一,而不同开挖方式下应变能的释放规律存在较大差异。通过理论分析,探讨钻爆法和TBM开挖下能量的转化和分配机制,并对锦屏二级水电站深埋隧洞TBM和钻爆开挖导致的围岩振动进行现场监测与对比分析,讨论不同开挖方式下应变能释放的过程及特性。研究表明,高地应力下,爆破开挖过程中岩体所储存的应变能伴随爆破破岩过程高速释放,且应变能诱发的振动能与爆炸能诱发的振动能大致相当。另外,MS1段释放的岩体应变能约为整个开挖过程应变能释放量的50%;而TBM开挖下,开挖岩体内应变能以准静态的方式缓慢释放,几乎全部转化为岩体势能,不会引起围岩动力响应。相同条件下,钻爆开挖所引起围岩释放的应变能的大小和速率均较TBM开挖大,导致相同条件下钻爆开挖的隧洞高等级岩爆发生的频次较多,而TBM开挖条件下以片帮、剥落为代表的破坏现象较为显著。
- 谢良涛严鹏范勇卢文波陈明周创兵
- 关键词：岩石力学振动岩爆
- 水下爆炸冲击荷载下混凝土重力坝的破坏效应被引量：33
- 2015年
- 在相同炸药量下水下爆炸对混凝土重力坝的破坏效应强于空中爆炸,因此需重点关注水下爆炸冲击下的混凝土重力坝的毁伤机理。考虑爆炸作用下混凝土的高应变率效应、冲击波与结构的动态相互作用以及结构的非线性动态响应等复杂问题,基于Lagrangian-Eulerian全耦合方法建立水下爆炸混凝土重力坝耦合模型,对近坝水下爆炸冲击波传播特性进行分析,得到了水下爆炸冲击下混凝土重力坝的毁伤破坏过程及毁伤机理。研究表明,水下爆炸冲击荷载作用下混凝土重力坝的毁伤模式主要有爆炸成坑破坏、气穴冲切破坏、震塌拉伸破坏、冲击波冲切破坏、弯曲破坏和整体拉伸破坏。
- 王高辉张社荣卢文波周创兵
- 关键词：混凝土重力坝毁伤机理水下爆炸冲击波传播
- 基于爆破振动监测的岩石边坡开挖损伤区预测被引量：35
- 2016年
- 通过对白鹤滩水电站左岸834.0～770.0 m高程坝肩槽边坡爆破开挖振动监测和爆破损伤的声波检测,分析第一～六梯段的振动衰减规律,并通过回归分析建立不同爆心距处质点峰值振动速度与损伤深度的关系,并利用此关系和爆破振动监测结果对第七梯段的损伤深度进行预测。结果表明,当边坡岩性较为均一,且坡体上无较大结构面发育时,在一定距离处边坡预裂爆破振动峰值与保留岩体的损伤深度之间的相关性良好;采用预裂爆破振动衰减规律与保留岩体损伤深度之间的关系预测下一梯段损伤范围的方法简便可行,可大大降低大面积边坡损伤声波检测的工程量。考虑到地质条件、开挖造成的地貌改变等因素,为进一步提高预测精度,需要增加其它因素作为回归要素,或者增加部分关键部位的声波检测,对预测结果进行修正补充。
- 严鹏邹玉君卢文波胡英国冷振东张玉柱刘亮胡浩然陈明王高辉
- 关键词：边坡工程
- 白鹤滩水电站坝肩边坡爆破振动对周边民房影响评价及控制被引量：19
- 2018年
- 爆破振动对周边民房的影响评价及控制对保证工程顺利实施和减少纠纷具有重要意义。通过对白鹤滩水电站右岸坝肩以上边坡开挖线附近民房的调查及分类,制定了监测方案;基于房屋爆破振动破坏机理和国内外的爆破振动控制标准,推荐了本工程的安全控制标准;通过长期跟踪监测,对爆破振动的影响范围及程度进行了分区,分析了不同类型房屋的振动响应,并给出了相应的振动控制措施。研究表明,可将比例距离小于90 m/kg1/3的范围定义为严重影响区,而90~150 m/kg1/3的范围定义为一般影响区,大于150 m/kg1/3的范围定义为轻微影响区。通过对振动能量的分析,建议适当控制爆破规模以降低房屋开裂风险;适当增大预裂爆破装药线密度以提高预裂爆破效果,同时严格控制最大单响药量是控制边坡爆破开挖振动对周边民房影响的最为直接有效的措施。
- 邹玉君严鹏刘琳周天刚卢文波陈明
- 关键词：白鹤滩水电站坝肩边坡爆破振动
- 深部岩体地应力瞬态卸载诱发振动效应的影响因素被引量：5
- 2016年
- 针对深埋隧洞爆破开挖振动控制,以瀑布沟水电站2~#引水隧洞爆破开挖为工程背景,讨论了地应力瞬态卸荷诱发振动特征及影响因素,并结合实测数据采用数值模拟的方法进行了验证分析。研究发现：中、高地应力条件下开挖面初始应力的瞬间释放诱发的振动是爆破开挖诱发振动的重要组成部分;当波阻抗一定时,开挖面初始应力动态卸荷诱发振动由地应力水平、开挖面初始应力、开挖面面积和振动衰减指数共同决定,动态卸荷诱发振动最强段发生在开挖面的初始应力和开挖面面积综合效应最大的位置;深埋隧洞爆破开挖振动的强度是由爆炸荷载和开挖面初始应力动态卸荷效应共同决定的,减小炮孔排距和进尺、采用较小洞径和分部开挖能有效降低地应力瞬态卸荷效应强度,控制深埋隧洞的爆破振动强度。
- 严鹏赵振国卢文波陈明周创兵
- 关键词：深部岩体高地应力瞬态卸荷振动
