爆破振动衰减规律及爆破振动对岩体累积损伤影响的研究

论文摘要

爆破振动是爆破作业带来的必然结果。随着爆破技术的广泛应用和爆破规模的不断扩大,对爆破振动危害的控制提出了更高的要求。因此,合理预测爆破振动的衰减规律是使爆破振动危害得到有效控制的基础和前提。论文基于黑龙江达连河永平露天煤矿爆破振动实测数据,采用理论分析和试验研究相结合的方法,对质点振速峰值和主振频率的预测,以及在岩体损伤程度对爆破振动速度衰减影响等问题进行了系统的研究。通过对实测数据回归分析获得了振速峰值的经验公式。对不同因素的影响做出了定性的分析。在实际应用中,可以根据已测定或预测的物理量峰值来预估其它物理量峰值,并对爆破振动强度进行综合分析和预判。在频率预测研究中,针对目前已明确将振速和频率作为爆破振动安全标准的评价指标,但还没有切实可行的频率预测方法的不足。通过对频率影响应素的分析,利用量纲分析原理,建立了爆破振动频率的相似准数方程;在此基础上,通过对实测数据的回归分析得到了爆破振动主振频率的预测公式;分别对等距离药量变化、等药量距离变化两种情况下,爆破主频的变化规律做出了定量的分析。为振速-频率爆破振动安全判据利用质点振速峰值来预测主振频率提供了理论和实际依据。根据现场岩体声波测试结果的分析,通过岩体的声速降低率计算得出岩体的损伤程度,将同一地点多次爆破前后岩体的损伤程度和多次爆破的振速峰值降低率的变换回归,第一次具体给出了岩石损伤程度和爆破振速峰值降低率的关系,为量化地质条件对爆破振速峰值衰减规律的影响提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 爆破地震效应研究在国民经济建设中的作用和意义
• 1.2 本文研究的内容和方法
• 2 概述
• 2.1 爆破地震效应
• 2.1.1 爆破地震效应
• 2.1.2 爆破地震效应研究的发展过程
• 2.2 爆破地震效应的研究现状
• 2.2.1 爆破地震波的衰减规律
• 2.2.2 爆破振动效应的预测预报研究
• 2.3 爆破振动安全判据与爆破振动控制的研究
• 2.3.1 爆破振动安全判据的评定标准
• 2.3.2 美国爆破振动安全判据
• 2.3.3 我国的爆破振动安全判据
• 2.3.4 爆破振动安全判据的相关研究
• 2.4 爆破振动影响下岩体的声波特性
• 3 爆破振动速度峰值衰减规律研究
• 3.1 概述
• 3.2 生产爆破地震效应现场监测
• 3.2.1 爆破振动测试系统与测试原理
• 3.2.1.1 爆破振动测试系统
• 3.2.1.2 测试系统工作原理
• 3.2.2 试验条件
• 3.2.3 试验方法与试验方案
• 3.2.3.1 第一次生产爆破
• 3.2.3.2 第二次生产爆破
• 3.2.3.3 第三次生产爆破
• 3.2.3.4 第四次生产爆破
• 3.2.3.5 第五次生产爆破
• 3.3 爆破振动测试结果以及分析
• 3.3.1 爆破引起的质点振动速度测量
• 3.3.2 爆破测量结果分析
• 3.4 爆破地震波的减震方法
• 3.4.1 减震方法
• 3.5 本章小结
• 4 爆破振动频率衰减规律的预测
• 4.1 概述
• 4.2 频率在爆破振动中的作用及其影响因素
• 4.2.1 频率在爆破振动中的作用
• 4.2.2 爆破振动频率的影响因素
• 4.3 量纲分析法的基本原理
• 4.3.1 量纲和量纲和谐原理
• 4.4 爆破振动主振频率衰减规律预测公式的回归分析
• 4.4.1 爆破振动频率相似准数方程的建立
• 4.4.2 爆破振动主振频率衰减规律的回归分析
• 4.5 爆破振动主振频率与质点振速峰值之间关系的研究
• 4.5.1 “比例速度”理论的引用
• 4.5.2 爆破振动主振频率与质点振动速度峰值关系式
• 4.5.3 爆破振动主振频率与振速峰值关系式的回归分析检验
• 4.6 本章小结
• 5 岩石积累损伤下爆破振速衰减规律的研究
• 5.1 概述
• 5.2 岩石的损伤特性
• 5.2.1 爆破振动对岩体损伤特性的影响
• 5.2.2 受爆振损伤介质的本构方程
• 5.2.3 爆振损伤介质的损伤演化律
• 5.3 岩石的动态力学性质
• 5.3.1 岩石动态力学性质
• 5.4 岩体损伤判定标准
• 5.5 岩体爆破效应的声波测试原理
• 5.5.1 声波探测的基本原理
• 5.6 多次爆破作用下岩体声波传播现场试验
• 5.6.1 现场试验布置
• 5.6.2 实验过程
• 5.7 实验结果与数据分析
• 5.8 本章小结
• 6 本文结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士在读期间发表论文
• 参加科研项目及工程