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题名动态卸荷诱发节理岩体松动的数值模拟
被引量:2
- 1
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作者
向晓锐
吴亮
陈洋
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机构
武汉科技大学理学院中铁港航-武汉科技大学爆破技术研究中心
水能资源利用关键技术湖南省重点实验室
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出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2020年第1期55-60,共6页
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基金
武汉科技大学2018年度研究生创新创业基金项目(JCX201826)
国家自然科学基金项目(51479147&51779193)。
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文摘
高地应力条件下岩体开挖面临着初始地应力动态卸荷诱发的节理松动问题。为了提出控制节理松动方案,采用理论与数值模拟方法研究了初始地应力动态卸荷诱发节理松动机理。首先,将计算模型与简单的初始应力瞬态卸载理论结果进行了对比,验证了计算模型及其参数的正确性。其次,采用动力松弛法对地应力初始化,计算了地应力水平、卸荷路径以及卸荷时长对节理岩体松动的影响。结果表明:节理岩块张开位移与卸荷时长成负相关,与地应力水平成正相关;相同条件下,指数型卸荷路径引起的节理岩体刚体位移最大,三角函数型卸荷次之,线性卸荷最小。建议工程中通过改善装药结构和孔间距等钻爆参数来增加卸荷时长,从而有效地控制节理岩体松动效应。
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关键词
节理岩体
地应力
动态卸载
松动变形
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Keywords
jointed rock mass
in-situ stress
dynamic unloading
loose deformation
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分类号
TU45
[建筑科学—岩土工程]
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题名深埋地下厂房分层开挖中地应力瞬态卸载的扰动效应
- 2
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作者
吴亮
施明
向晓锐
陈洋
梅松华
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机构
水能资源利用关键技术湖南省重点实验室
武汉科技大学理学院湖北省智能爆破技术研究中心
云南省滇中引水工程建设管理局
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出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2020年第3期8-14,39,共8页
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基金
水能资源利用关键技术湖南省重点实验室开放研究基金项目(PKLHD201801)
国家自然科学基金项目(51779193、51979205)。
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文摘
针对深埋地下厂房分层开挖工程中地应力场动态卸载诱发的安全问题,采用动力有限元软件,结合隐式-显式顺序求解方法研究了厂房分层开挖中围岩质点响应规律。结果表明:地应力卸载诱发的应力波在墙脚处发生绕射并在其上方围岩中产生应力波叠加,致使竖直向质点峰值振速沿边墙向上呈现先增大后减小的衰减规律;随着开挖深度增加,开挖区岩体应力水平也随之增加,卸载应力波在边脚处绕射后叠加效应更为显著;开挖区岩体地应力卸载诱发的拱圈质点振动规律受其结构形状影响,垂直于临空面方向的振速较大;拱顶振速峰值受初始地应力水平与距离影响,其值随开挖层数的增加呈现先增大后减小的规律;地应力瞬态卸载导致保护层岩体内产生动拉应力,其形成主要是边墙约束保护层引起卸载应力波反射所致,该拉应力与初始应力大小成正比。
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关键词
地下厂房
地应力
瞬态卸载
数值模拟
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Keywords
underground hydropower station
in-situ stress
transient unloading
numerical simulation
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分类号
TD235.3
[矿业工程—矿井建设]
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题名地下厂房高应力区节理岩体爆破开挖松动特性研究
- 3
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作者
吴亮
施明
向晓锐
陈洋
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机构
水能资源利用关键技术湖南省重点实验室
武汉科技大学理学院湖北省智能爆破工程技术研究中心
云南省滇中引水工程建设管理局
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出处
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2019年第12期1949-1956,共8页
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基金
水能资源利用关键技术湖南省重点实验室开放研究基金项目(PKLHD201801)
国家自然科学基金项目(51779193,51979205)
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文摘
为研究地下厂房高应力区岩体在爆破卸荷过程中的松动特征,采用动力松弛与显示计算法分析不同扰动荷载、侧向约束以及地应力水平等参数对块体位移的影响。结果表明:1)在无侧向约束条件下,高应力区节理岩体爆破开挖产生的松动位移主要由爆破作用产生的能量提供;随着卸荷方向地应力水平的增加,地应力卸荷产生的松动位移与岩体初始储存的弹性应变能成正比。2)耦合荷载作用下岩块产生的位移为爆破冲击与地应力直接卸荷的非线性叠加,且随着地应力水平的增加,耦合荷载作用对岩块松动位移有增大效应。3)在侧向地应力条件下,高应力区岩体爆破开挖松动受侧向母岩的摩擦与吸收爆炸能量作用的影响,其松动位移显著减小;随着侧向应力水平的增加,节理松动位移主要由初始地应力储存的能量提供,即原岩应力卸荷产生的松动位移大于爆破冲击引起的松动位移。
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关键词
地下厂房
节理岩体
高应力
爆破
卸荷
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Keywords
underground hydropower plant
jointed rock mass
high stress
blasting
unloading
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分类号
U45
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名高应力岩体爆破卸荷过程中应变率及应变能特征
被引量:5
- 4
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作者
陈洋
吴亮
陈明
向晓锐
杨德明
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机构
武汉科技大学理学院工程力学系
中铁港航-武汉科技大学爆破技术研究中心
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期58-68,共11页
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基金
国家自然科学基金(51479147,51779193)
武汉科技大学研究生创新创业基金(JCX2017026)
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文摘
针对高应力岩体爆破开挖卸载问题,自制了一台轴向加、卸载实验测试平台,通过实验测试获得了爆破卸荷过程中岩杆的动态应变及应变率数据。实测数据表明:开挖面附近岩体的爆破加、卸载以及初始应力卸载应变率均在10^-1 s^-1量级以上,验证了高地应力区岩体爆破开挖卸荷是一动态过程。建立了初始应力卸载一维力学模型,揭示了卸载波的传播机制;通过分析爆破卸荷过程应变能密度的时空分布特征,建立了应变能密度与各阶段应变率变化规律的联系。结合实测数据,采用隐式-显式顺序求解方法,进一步分析了高应力区岩体爆破卸荷荷载各阶段应变率沿岩杆的变化规律。结果表明:爆破加载阶段的平均应变率沿杆件逐渐衰减,且衰减速度逐渐减小;爆破卸阶段平均应变率沿杆件也呈衰减趋势;而初始应力的应变能稳定释放,其平均应变率无衰减趋势。
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关键词
岩体
应变率
应变能
地应力
动态卸荷
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Keywords
rock mass
strain rate
strain energy
ground stress
dynamic unloading
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分类号
O382.2
[理学—流体力学]
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