基于岩石爆破损伤舰，本书将岩石爆破过程分为应力波的动作用和 爆生气体的准静态作用两个阶段，建立了岩石爆破损伤模型和岩石在爆生 气体作用下的裂纹扩展模型，提出了岩石爆破损伤断裂的全过程舰，并探 讨了含瓦斯煤体的爆破作用机理以及煤体爆破裂纹扩展规律。结合工程实 例，分析了掘进爆破对围岩的损伤作用规律及影响程度，探讨了隧道周边定 向断裂爆破机理和技术参数，提出了隧道围岩爆破损伤的评价方法。通过 对爆破地震效应的监测和分析,确定了隧道在不同开挖条件下的爆破振动 危害判据和安全技术措施。
样章试读
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《岩石力学与工程研究著作丛书》序
《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话
序
前言
第1章绪论.................................................................................1
1. 1工程爆破細及其分区.........................................................1
1.1.1工程爆破作用分区............................................................1
1.1.2不同爆破作用区域的损伤断裂机理.......................................3
1. 2掘进爆破的现状及进展.........................................................4
1.2.1掘进爆破的特点和适应条件................................................4
1.2. 2 掘进爆破的新进展............................................................6
1.2.3爆破效果的评价 ............................................................7
1.3岩体爆破损伤断裂理论进展...................................................8
1.3.1岩石爆破舰模型............................................................8
1.3. 2岩石爆破损伤断裂机理......................................................9
1.4开挖爆破对围岩的损伤作用................................................11
第2章岩体爆破损伤断裂机理.........................................................14
2.1岩石爆破损伤模型及损伤变量.............................................14
2.1.1现有岩石爆破损伤模型及评述.............................................14
2.1.2岩石损伤变量的定义及有效弹性模量....................................17
2.2岩石爆破损伤断裂过程和破坏准则.......................................20
2.2.1岩石爆破损伤断裂过程...................................................20
2.2.2岩石爆破损伤断裂准则...................................................20
2.3爆炸冲击波作用下的岩体破坏作用.......................................22
2.3.1孔壁岩石中的初始冲击波参数.............................................22
2.3.2破碎区半径..................................................................23
2.3.3数值计算结果分析.........................................................24
2.4爆炸应力波作用下的岩体损伤模型.......................................24
2.4. 1基本假设 ..................................................................25
2.4. 2基于Taylor方法的岩石爆破损伤模型....................................25
2.5爆生气体細下的岩石裂纹扩展..........................................26
2.5.1爆生气体作用下岩石内的应力场..........................................26
2.5.2爆生气体驱动压力作用下的裂纹扩展....................................27
2.5.3爆生气体压力场作用下爆破中区的裂纹扩展..............................30
2.5. 4 算例........................................................................32
2.6岩体内的爆破损伤场 .........................................................33
2.6.1岩体内的爆破损伤过程...................................................33
2.6. 2岩石在爆炸载荷作用下的损伤场..........................................34
第3章煤体的爆破作用机理............................................................38
3.1煤体的工程性质...............................................................38
3.1.1煤体的物動学性质......................................................38
3.1.2煤体的结构特征............................................................39
3.1.3煤体的孔隙特征............................................................39
3.1. 4煤体的工程分类............................................................40
3.2煤体的爆破作用机理.........................................................42
3.2.1煤体中爆破作用特点......................................................42
3.2.2煤体中的爆破作用原理...................................................43
3.2.3煤体的爆破损伤断裂准则................................................44
3.3煤体爆炸应力场及其破坏准则.............................................45
3.3.1含瓦斯煤体的有效应力...................................................45
3.3.2煤体中的爆炸应力波......................................................47
3.3.3爆生气体作用下煤体中的应力场..........................................48
3.4煤体爆破损伤及其作用模型................................................49
3.4.1煤体中的爆破损伤变量...................................................49
3.4.2煤体中的爆破损伤模型...................................................50
3.4.3煤体在爆生气体作用下的断裂准则.......................................50
3.5含瓦斯煤体的爆破裂纹扩展................................................51
3. 5.1煤体在爆破作用下的应力强度因子.......................................52
3.5. 2爆生气体和瓦斯气体作用下爆破近区的裂纹扩展........................55
3.5.3爆生气体和瓦斯气体压力作用下爆破中区的裂纹扩展..................56
3.5.4煤体爆破裂纹扩展分析...................................................57
第4章岩体内的爆破地Ji波及其振动特征..........................................61
4.爆破地震波及其振动效应...................................................61
4.1.1爆破地震效应...............................................................61
4.1.2爆破地震波及其特征......................................................62
4.1.3影响爆破地震波传播的主要因素..........................................65
4.2岩体爆細地波的震源分析................................................66
4.2.1岩体爆破地震波的震源...................................................66
4.2.2岩石爆破作用的非弹性介质状态区.......................................71
4.2.3岩石爆破作用的地震作用区................................................72
4.3爆破振动判据及安全标准...................................................73
4.3.1爆破振动危害作用.........................................................73
4.3.2爆破振动危害控制标准...................................................74
第5章煤岩体中爆炸应力波及爆破损伤试验.......................................77
5.1爆破模拟试验测试技术......................................................77
5.1.1超动态应变测试系统......................................................77
5.1.2爆炸应力测试系统.........................................................79
5.2岩体内爆炸应力波的测试分析.............................................80
5.2.1试验方案及试验条件......................................................80
5.2.2爆炸应变波的测试及分析................................................82
5.3煤岩模拟材料中的爆炸应力波测试分析.................................86
5.3.1试验模型和测试方法......................................................87
5.3.2模拟煤体爆炸应力波测试结果.............................................87
5. 3. 3模拟煤体爆炸应力波测试结果分析.......................................90
5.4岩体爆破损伤作用的试验研究.............................................92
5.4.1爆破损伤岩石的力学特性试验.............................................92
5.4.2爆破损伤岩石的细观损伤力学模型.......................................93
5.4. 3岩体爆破损伤测试.........................................................94
5.5煤岩爆破裂纹扩展试验......................................................96
5.5.1煤岩爆破裂纹扩展的模拟试验方案.......................................96
5.5.2煤岩爆破裂纹扩展的模拟试验结果分析.................................98
第6章煤岩体爆破作用的数值模拟................................................102
6.1非线性动力有限元程序及力学模型.......................................102
6.1.1控制方程组...............................................................103
6.1.2材料模型和状态方程......................................................104
6.2岩石爆破损伤作用的数鋪拟.............................................105
6.2. 1岩石爆破损伤觀.........................................................105
6.2.2流体弹塑性模型 .........................................................106
6.2. 3岩石爆破过程的计算流程................................................106
6.2.4岩体爆破损伤的数值模拟................................................107
6. 3隧道爆破开挖对围岩影响的数鋪拟....................................112
6. 4爆破对临近隧道影响的数鋪拟..........................................114
6.5含瓦斯煤体爆炸应力场的数鋪拟.......................................124
第7章掘进爆破对围岩的损伤作用................................................127
7.1掘进爆破对围岩的损伤与控制标准.......................................127
7.1.1爆破对围岩的损伤与破坏标准..........................................127
7.1.2柱状装药爆破的质点振动速度预测方法.................................129
7. 2爆破对岩体基本质量和围岩稳定性的影响..............................130
7.21爆破对工程岩体稳定性的影响..........................................130
7.22爆破对岩体基本质量指标BQ的影响....................................131
7. 2. 3爆破对围岩损伤的现场试验.............................................132
7.3爆破对临近隧道的影响......................................................135
7.3.1爆破对临近隧道的影响因素.............................................136
7. 3.2掘进爆破对临近隧道的振动速度分析....................................137
7. 3. 3地面爆破对临近隧道的振动影响.......................................138
7.3. 4降低爆破振动的有效措施................................................139
7.4掘进爆破的振动危害与控制................................................140
7.4.1青藏铁路西格二线关角高原隧道爆破....................................140
7.4.2青藏铁路风火山高原冻土隧道爆破....................................148
7.4.3渝怀铁路圆梁山岩溶隧道爆破..........................................153
7.4.4深圳地铁开挖爆破.........................................................160
第8章围岩损伤控制爆破技术......................................................166
8.1概述..............................................................................166
8. 2围岩损伤控制爆破基本原理................................................167
8.2.1光面爆破技术原理和方法................................................167
8. 2.2定向断裂控制爆破技术原理和方法....................................168
8. 3围岩损伤控制爆破技术及参数.............................................169
8. 3.1周边定向断裂爆破的装药结构及其特点.................................169
8.3.2水介质耦合切缝管定向断裂爆破技术....................................170
8.3.3水介质耦合切缝管定向断裂爆破的破岩机理...........................175
8.3.4光面爆破参数............................................................176
8.4围岩损伤控制爆破在隧道工程中的应用.................................178
8.4.1隧道围岩损伤控制爆破方法及参数....................................178
8.4.2隧道围岩损伤控制爆破效果分析.......................................181
参考文献....................................................................................183
京公网安备 11010102004214号