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工程爆破2024年第06期:不同倾角充填结构面对爆破振动的演化特征与应力波反射规律研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张腾;刘连生;刘昇;钟抒亮;夏胜明;陈浩;

单位:江西理工大学资源与环境学院;战略金属矿产资源低碳加工与利用江西省重点实验室;

摘要:为探究爆破振动在通过充填结构面岩体前后的演化特征,通过相似模型爆破试验,进行了爆破振动监测以及动态应变测试,从爆破振动速度、功率谱、动态应变、应力分布的角度分析爆破振动在不同倾角充填结构面岩体中的演化特征与应力反射规律,并利用ANSYS/LS-DYNA对爆破荷载作用下的结构面岩体进行数值模拟。结果表明:爆破产生的径向与垂向振动在通过结构面后衰减相对较小,并且衰减随着结构面角度的增大而减小,切向振动则相反;应力波在通过结构面后,岩体区域信号功率谱密度幅值随着结构面角度变小,衰减程度随之变大,地震波在通过结构面后,地震波主频带有往低频集中的趋势,这个现象在低倾角结构面岩体中表现更为明显;径向压缩应变强度随着结构面角度的增加而减小,应力波到达结构面后主要产生透射,使得拉伸应变强度较低;切向应变其本身强度较低,应力波到达结构面反射产生新的水平偏振横波使得拉伸应变随着反射能的增大而增大,并且其强度远高于压缩应变;爆破应力波在岩体中传播时,结构面与爆源距离最短的位置将会产生应力集中现象,这是由于纵波横波其随着反射系数的变化使得其在不同方向上的应力分量相互叠加抵消形成的。随着入射角度的增加,应力波会经历由压缩波转向拉伸波再转向压缩波的多个反复过程。

关键词:爆破应力波;;充填结构面;;响应特征;;反射规律;;相似模型;;数值模拟

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52064015)