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基于TCK损伤本构的岩石爆破效应数值模拟

基于TCK损伤本构的岩石爆破效应数值模拟
基于TCK损伤本构的岩石爆破效应数值模拟

基坑爆破施工方案

象山县道人山围涂工程第Ⅲ标段猫头咀、竹湾咀闸门基坑 爆破施工方案 设计: 校对: 审定: 象山惠丰水利建设工程有限公司 二○一一年六月十二日

目录 第一章编制依据 (2) 第二章工程概况 (3) 一、工程概述 (3) 二、自然条件 (3) 第三章建设施工单位对爆破的要求 (5) 第四章爆破总体施工方案的确定 (6) 一、爆破方案确定的原则 (6) 二、爆破方法的确定 (6) 第五章爆破技术设计 (7) 一、爆破参数设计 (7) 二、浅孔台阶爆破参数设计 (9) 三、掏槽爆破设计 (10) 第六章爆破安全校核 (12) 一、中深孔安全校核 (12) 二、浅孔安全校核 (14) 三、主要施工技术人员及相关职责 (15) 四、爆破器材总需用量概算 (16) 第七章爆破施工及控制措施 (17) 第八章安全保证措施 (19) 第九章警戒范围及信号 (21) 十章爆破可能发生的事故及预防控制措施 (22) 第十一章事故应急预案 (23) 第十二章文明施工措施 (25) 爆破方案实施责任书 (26) 道人山围涂工程第Ⅲ标段1号猫头咀基坑及2号竹湾咀基坑爆破开挖安全处置措施 (27)

第一章编制依据 1.1 编制依据 我们编制本工程爆破施工方案的依据主要有以下几个方面: 1.1.1国家和地方政府颁布的有关技术法规和规范,工程施工招标文件及合同 1.1.2道人山围涂工程施工图纸及施工图设计文件中的有关控制标准 1.1.3现场调查、采集、咨询所获取的有关资料 1.1.4我司拥有的科技成果、工法成果、管理水平、技术装备及多年施工积累的施工经验。 1.1.5 《水运工程测量规范》(JTJ203—2001) 1.1.6《水利水电工程施工组织设计规范》 SL303-2004 1.1.7《水利水电工程施工质量检验与评定规程》 SL176-2007 1.1.8《水利水电建设工程验收规程》 SL223-2008 1.1.9《堤防工程施工质量评定与验收规范》 SL239-1999(试行) 1.1.10《堤防工程施工规范》 SL260-98 1.1.11《浙江省海塘工程技术规定》 1999-09-15 1.1.12《海堤工程设计规范》 SL435-2008 1.1.13、《堤防工程技术规范》 SL51-93 1.1.14《防波堤设计与施工规范》 JTJ298-98 1.1.15《爆破安全规程》 GB6722-2003 1.1.16《浙江省围涂工程质量检验、评定标准》(试行) 1.1.17 《防洪标准》(GB50201—94) 1.1.18《爆破法处理水下地基和基础技术规程》( J T J / T 2 5 8 —9 8 ) 1.2 编制宗旨 严格贯彻我们公司质量、环境、职业健康安全方针:恪守法规、确保质量、安全生产、保护环境。

2021新版岩石坑爆破施工方案

2021新版岩石坑爆破施工方案 Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0135

2021新版岩石坑爆破施工方案 一、施工方案 1、校核分坑或降基面尺寸:根据杆塔中心桩和分坑辅助桩校核分坑和降基面尺寸。 2、打辅桩:在顺线路和线路垂直方向打辅桩,辅桩与中心桩的距离应保证在爆破过程中不被损害。 3、选炮眼位置:按照坑口位置和现场地质条件选择炮眼,沿坑的开挖轮廓线应布置间距较小的平行炮眼。 4、打眼:人工打眼或机械打眼。 5、装填炸药、雷管、导爆索:按照作业指导书装填,开挖轮廓线处的平行炮眼要减少药量,进行不耦合装药。 6、填塞炮泥:炮眼装药后,其余部分用炮泥填起来。 7、引爆:其它人员撤到安全区后,在监护人监护下由专人引爆。

8、清坑、恢复中心桩。 9、记录施工记录。 二、安全技术措施 1、参加施工人员必须佩带安全帽,起爆人员必须持有爆破作业合格证,起爆时必须设监护人。 2、爆破材料的存放、发放、领取、回库等必须由专人负责,并作好记录,严格执行国家对于爆破材料的管理规定。 3、炸药、雷管必须分别携带,并放在专用箱内,不地放在衣袋内,多人携带时,两人之间的距离应保持15米以上。 4、导火索在使用前,必须进行外观检查和燃速实验,燃速速度不得低于110秒/米,在同一次爆破中不得使用燃速不同的导火索。 5、人工打孔时,打锤人应在扶钎人的侧面,注意避免滑锤伤人。 6、利用凿岩机或风动机打孔时,操作人员应先检查设备是否完好,操作时应戴口罩和风镜。 7、向炮眼内装填炸药和雷管时,必须轻填轻送,不得用力积压药包,严禁用金属工具向炮眼内捣送炸药和雷管。

岩石材料的蠕变实验及本构模型研究

岩石材料的蠕变实验及本构模型研究 流变学作为力学的一个分支,主要研究材料在应力、应变、温度、辐射等条件下与时间因素有关的变形规律,所涉及的内容包括蠕变、应力松弛和弹性后效等。蠕变是影响岩体稳定性的一个重要因素。 软弱岩石在受到较低水平的应力作用时,就会产生明显的蠕变现象,如软岩巷道中的底鼓,即使是很坚硬的岩体,在高应力作用下同样会产生蠕变,从而影响到工程的功能和使用。因此,需要对岩石材料的蠕变行为进行深入研究,力求从本质上揭示其蠕变行为的特征。 本文通过实验研究和理论分析,得到了盐岩的基本力学参数,并研究了盐岩在不同应力条件下的力学特性和蠕变行为。以经典蠕变模型为基础,结合分数阶微积分理论,构建了一个新的蠕变模型,并利用盐岩、泥岩和煤岩的蠕变实验数据对其进行了验证。 (1)对盐岩材料进行了多组单轴和三轴压缩实验,并在每组实验中选取三个试样重复进行实验,以此来降低实验的随机性和试样个体的差异性。结果三个试样的测试结果比较接近,此批试样的个体差异性较小。 此外,常规压缩实验的结果还表明随着围压的增大,抗压强度和最大应变会随之增大。(2)在单轴蠕变实验中,选取了四个轴压水平来进行实验,分析了不同轴压对蠕变的影响。 当轴压水平越大时,加速蠕变阶段就会越早地出现,并且稳定蠕变应变率也会越大。与单轴蠕变相比,当材料受到一个较小的围压作用时,其蠕变行为也会发生巨大的变化,例如蠕变应变率大幅下降、蠕变时间大幅增长、加速蠕变阶段缺失等。

(3)通过分析不同应力条件下的蠕变应变率可以发现,稳定蠕变应变率与轴压大小呈线性关系,加速蠕变应变率与轴压大小也呈现出正相关性。此外,蠕变等时曲线表明随着时间的延长,轴压大小对蠕变的影响会越来越明显。 相反,围压会明显地降低蠕变应变率并抑制蠕变行为的发展。(4)结合分数阶微积分理论构建了一个新的非线性蠕变模型,并利用广义塑性力学理论和张量分析理论对新模型在三轴应力状态下的蠕变方程进行了推导。 以盐岩实验数据为基础,对蠕变模型的参数进行了辨识,并验证了模型的准确性。此外,利用泥岩和煤岩的蠕变实验数据对模型的适用性进行了验证,结果表明新模型可以应用于模拟多种岩石材料的蠕变全过程,具有较为广泛的适用性。

南华大学-岩石的爆破破碎机理

南华大学-岩石的爆破破碎机理 第七章岩石的爆破破碎机理 概论 爆破是目前采矿工程中和其他基础工程中应用最广泛最频繁的一种破碎岩石的有效手段。为了更有效的利用炸药爆炸释放的能量达到一定的工程目的,研究炸药包爆炸作用下岩石的破碎机理是一项重要的科研课题。 炸药爆轰过程属于超动态动力学问题,从药包起爆到岩石破碎,只有几十微秒。 岩石的爆破机理研究是在生产实践的基础上,借助于高速摄影,模拟试验,数值分析对爆破过程中在岩石内发生的应力、应变、破裂、飞散等现象的观测基础上总结而成的。 (讲课时间5分钟) 第一节岩石爆破破坏的几种假说 一、爆炸气体产物膨胀压力破坏理论(讲课时间10分钟) 岩石主要由于装药空间内爆炸气体产物的压力作用而破坏。 炸药爆炸—气体产物(高温,高压)—在岩中产生应力场—引起应力场内质点的径向位移—径向压应力—切向拉应力—岩石产生径向裂纹;如果存在自由面,岩石位移的阻力在自由面方向上最小,岩石质点速度在自由面方向上最大,位移阻力各方向上的不等形成剪切应力导致岩石剪切破坏;爆炸气体剩余压力对岩块产生进一步的抛掷。 这种理论认为: 1、炸药的能量中动能仅为5%~15%,大部分能量在爆炸气体产物中; 2、岩石发生破裂和破碎所需时间小于爆炸气体施载于岩石的时间。 二、冲击波引起应力波反射破坏理论(讲课时间5分钟) 岩石的破坏主要是由自由面上应力波反射转变成的拉应力波造成的。 爆炸冲击波在自由面反射为拉伸波,岩石的抗拉强度低,岩石易受拉破坏。这种理论主要依据: 1、岩体的破碎是由自由面开始而逐渐向爆心发展的; 2、冲击波的压力比气体膨胀压力大得多。

图7-1 反射拉伸破坏 三、爆炸气体膨胀压力和冲击波所引起的应力波共同作用理论 (难点)(讲课时间10分钟) 爆破时岩石的破坏是爆炸气体和冲击波共同作用的结果,它们各自在岩石破坏过程的不同阶段起重要作用。 爆轰波衰减成应力波造成岩石“压碎”,压碎区以外造成径向裂隙。气体产生“气楔作用”使裂隙进一步延伸和张开,直到能量消耗完。尽管炸药的能量中动能仅为5%~15%,但岩石开始的破裂阶段是非常重要的。 爆炸气体产物膨胀的准静态能量是破碎岩石的主要能源,炸药作功能力同它的爆热和爆容有关。冲击波作用重要性同岩石的特性有关。岩石波阻抗较高时,要求有较高的应力波峰值,此时冲击波的作用更为重要。岩石按波阻抗值分为三类: 1、岩石波阻抗为10X105~25X105(g/cm2·s); 2、岩石波阻抗为5X105~10X105(g/cm2·s); 3、岩石波阻抗为2X105~5X105(g/cm2·s)。 不同条件下和不同目的情况下的爆破,可以通过控制炸药的应力波峰值和爆炸生成气 体的作用时间来达到预期目的

基坑爆破施工方案

基坑爆破施工方案 10.2.1爆破方案选择 根据现场地形条件及安全地要求,本工程采以深孔爆破和浅孔爆破两种爆破方式,深孔爆破以於构筑物基坑,浅孔爆破以於处理根底.清理边坡.需要爆破岩层深度为4m.根据同类工程经验,本工程采以90mm钻头,炸药选以药卷式2#岩石乳化炸药,雷管采以非火非电系统毫秒微差导爆管雷管,孔内统一使以高段别起爆雷管,孔外使以低段别雷管接力传爆. 10.2.2爆破施工流程 10.2.2.1施工流程图 10.2.2.2施工流程 ①爆破设计:台阶爆破前由爆破工程师进行布孔设计,打印布孔图和爆破参数表,经监理单位爆破负责人同意后供施工使以. ②测量放线:钻孔前进行现场测量,进行炸礁区边界地放线,布孔首先以油漆或白灰按设计孔排距标明孔位,然后以全站仪或水准仪测量需钻孔地深度,将钻孔地孔号.深度.角度标示再纸条上放再孔位处,并把数据及時提供给钻孔队. ③钻孔:钻孔队钻机组根据布孔图及爆破设计进行钻孔作业,开钻時工程部爆破工程师必须倒位,對钻孔角度.孔排距等进行检查,确认无误后方可开钻. ④爆破设计表及炸药运输许可证审批:爆破前24小時提交爆破设计表及炸药运输许可证,得倒批复后才能进入下道工序. ⑤验孔:将孔口周围0.5m范围内碎石.杂物清除干净,以长竹竿标识上刻度或以重锤测孔深,过深地孔应回填倒位,深度否倒位地孔以气吹倒设计孔深,吹否倒设计孔深地应当以钻机加深或重新钻孔.验孔完按要求堵好炮孔口.验收标准是孔深±0.5m,间距±0.3m,角度±1.5度. ⑥装药:炸药运输许可证办理好炸药才能进入核电施工现场,爆破设计表得倒批准后方可进行装药.先以竹竿插进炮孔,看是否发升堵塞,按设计地深度装入炸药,以竹竿标上刻度进行丈量,达倒要求后继续下步工作,装药時严禁投掷冲击,必须每一节炸药装倒位后才能开始装下一节药. ⑦堵塞:再检查装药质量和起爆线路合格后,可进行堵塞.采以干细砂土或岩粉进行堵塞,轻捣密实,洞口表面宜进行覆盖.

爆破理论

2. 工程爆破基本理论 爆破理论就是研究炸药爆炸与爆破对象(目标)相互作用规律的有关理论。对于内部爆破(装药置于爆破对象内部),例如岩土爆破,就是研究炸药在岩土介质中爆炸后的能量利用及其分配,也就是研究炸药爆炸产生的冲击波、应力波、地震波在岩土中的传播和由此引起的介质破坏规律,以及在高温高压爆生气体作用下介质的进一步破坏及其运动规律;对于外部爆破(装药与爆破对象之间有一定距离),例如军事上采用的接触或非接触构件爆破,就是研究炸药爆炸后产生的冲击波在传播过程中与目标的相互作用以及由此引起的爆破目标的破坏及其运动规律。它是一个复杂而特殊的研究系统。要阐明爆炸的历程、机理和规律,应包括以下研究内容: ⑴、爆破的介质在什么作用力下破坏的;破坏的规律及其影响因素; ⑵、爆破介质的特性,包括目标(岩土)的结构、构造特征、动态力学性质及其对 爆破效果的影响; ⑶、爆炸能量在介质中传递速率; ⑷、介质的动态断裂特性与破坏规律; ⑸、介质破碎的块度及碎块分布、抛掷和堆积规律; ⑹、空气冲击波与爆破地震波的传播规律、个别爆破碎块的飞散距离;以及由冲击波、地震波、个别飞石、爆体的落地震动等引起的爆破危害效应及其控制技术。 以岩石爆破为例,目前大量实验室和现场试验证明,岩体的爆破破碎有以下规律:(1)、应力波不仅使岩石的自由面产生片落,而且通过岩体原生裂隙激发出新的裂隙,或者促使原生裂隙进一步扩大,在应力波传播过程中,岩体破碎的特点是:原生裂隙的触发、裂隙生长、裂隙贯通、岩体破裂或破碎;(2)、加载速率对裂隙的成长有很大作用:作用缓慢的荷载有利于裂隙的贯通和形成较长的裂隙,而高速率的载荷容易产生较多裂隙,但却拟制了裂隙的贯通,只产生短裂隙;(3)、爆破高压气体对裂隙岩体的破碎作用很小,但它有应力波不可 替代的作用:可以使由应力波破裂了的岩体进一步破碎和分离;(4)、岩体的结构面(岩体弱面的统称,包括节理、裂隙、层理等各种界面)控制着岩体的破碎,它们远大于爆破作用力直接对岩体的破坏。 同其它学科对事物的认识规律一样,对爆破理论的研究也是由浅入深的。不同学者先后提出了各种各样的假说或理论,例如,最初提出了克服岩石重力和摩擦力的破坏假说,以后又相继提出了自由面与最小抵抗线原理,爆破流体力学理论,最大压应力、剪应力、拉应力强度理论,冲击波、应力波作用理论,反射波拉伸作用理论,爆生气体膨胀推力作用理论,爆生气体准静楔压作用理论,应力波与爆生气体共同作用理论,能量强度理论,功能平衡理论,利文斯顿(Livingston)爆破漏斗理论和爆破断裂力学等等理论。这些理论观点各异,有些相互矛盾,有些互相渗透,有些不够全面,存在片面性,而且大部分视爆体为连续均匀的介质,与实际情况尚有一定差距。 目前,在爆破界比较倾向一致的是“爆炸冲击波、应力波与爆生气体共同作用”理论,

岩石坑爆破施工安全技术措施通用范本

内部编号:AN-QP-HT290 版本/ 修改状态:01 / 00 The Production Process Includes Determining The Object Of The Problem And The Scope Of Influence, Analyzing The Problem, Proposing Solutions And Suggestions, Cost Planning And Feasibility Analysis, Implementation, Follow-Up And Interactive Correction, Summary, Etc. 编辑:__________________ 审核:__________________ 单位:__________________ 岩石坑爆破施工安全技术措施通用范 本

岩石坑爆破施工安全技术措施通用范本 使用指引:本解决方案文件可用于对工作想法的进一步提升,对工作的正常进行起指导性作用,产生流程包括确定问题对象和影响范围,分析问题提出解决问题的办法和建议,成本规划和可行性分析,执行,后期跟进和交互修正,总结等。资料下载后可以进行自定义修改,可按照所需进行删减和使用。 1、参加施工人员必须佩带安全帽,起爆人员必须持有爆破作业合格证,起爆时必须设监护人。 2、爆破材料的存放、发放、领取、回库等必须由专人负责,并作好记录,严格执行国家对于爆破材料的管理规定。 3、炸药、雷管必须分别携带,并放在专用箱内,不地放在衣袋内,多人携带时,两人之间的距离应保持15米以上。 4、导火索在使用前,必须进行外观检查和燃速实验,燃速速度不得低于110秒/米,在同一次爆破中不得使用燃速不同的导火索。

核电站基岩爆破开挖损伤区研究

第24卷 增1 岩石力学与工程学报 V ol.24 Supp.1 2005年8月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug .,2005 收稿日期:2005–05–11;修回日期:2005–06–21 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50374063,50439030);国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412705) 作者简介:李俊如(1965–),女,硕士,1987年毕业于重庆大学矿山工程物理专业,现任副研究员,主要从事岩石动力学方面的研究工作。E-mail :jrli@whrsm. https://www.doczj.com/doc/167858946.html, 。 核电站基岩爆破开挖损伤区研究 李俊如1,夏 祥1,李海波1,王晓炜2,周青春1 (1. 中国科学院 武汉岩土力学研究所,湖北 武汉 430071;2. 中广核工程有限公司,广东 深圳 518124) 摘要:根据岭澳核电站二期工程基岩爆破现场进行的4组声波试验,并基于爆前爆后声波波速变化率确定的损伤门槛值得到了各次爆破岩体的损伤范围。研究结果表明,周围岩体在爆孔的装药区段深度范围内,损伤程度最大,而近地面和爆孔底部以下的岩体损伤则较小;距爆区越近,岩体损伤变量越大,爆孔底部以下的损伤深度也越大;爆破作用下岩体的损伤深度要小于水平方向的损伤范围,其比例大约为1∶3;岩体的损伤范围随单孔药量增大的趋势明显。 关键词:岩石力学;损伤范围;核电站;声波测试; 基岩爆破 中图分类号:TU 459+.3 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2005)增1–4674–05 STUDY ON BLAST-INDUCED BEDROCK DAMAGE EXTENSION FOR A NUCLEAR POWER STATION PROJECT LI Jun-ru 1,XIA Xiang 1,LI Hai-bo 1,WANG Xiao-wei 2,ZHOU Qing-chun 1 (1. Institute of Rock and Soil Mechanics ,Chinese Academy of Sciences ,Wuhan 430071,China ; 2. China Guangdong Nuclear Power Station Engineering Co.,Ltd.,Shenzhen 518124,China ) Abstract :Four groups of sonic wave tests have been performed in the bedrock blasting excavation at the Ling ′ao nuclear power station project of Guangdong Province ,China. The changes of sonic wave speed before and after the detonation are obtained. Based on the relationship of sonic wave changing ratio and the critical damage parameter ,the damage extention of each blast and sonic wave test is determined. It is found that surrounding rock in the depth of charging section is the most seriously damaged. In the area adjacent to the ground and beneath the bottom of the charge hole ,the rock is less damaged under blasting. The damage parameters and depth under the bottom of charge holes increase clearly with the decreasing distance from the donation. It has also been observed that the horizontal damage distance of rock under explosion is approximate 3 times of the damage depth. The blast-induced damage extention distinctly increases with the single charge weight. Key words :rock mechanics ;damage extension ;nuclear power station ;sonic wave testing ;rock blasting 1 引 言 广东岭澳核电站厂址位于深圳市东南45 km ,位于大亚湾核电站东北方向1~2 km 的沿海地带,设计总装机容量为360×104 千瓦,分两期进行,其中一期(1# ,2# )两台机组已先后于2002年和2003年 投入使用。即将营建的二期工程3#,4#两台机组, 将布置在一期1#,2#机组以东约340 m 处,场平标高7.00 m PRD 。根据现场地质勘察报告,二期工程场区基岩未发现断裂,主要由长英角岩、堇青石角岩和钠长石化细粒斑状花岗岩、细粒花岗岩构成,原岩是晚泥盆世春湾组碎屑岩。根据设计要求,需要对基岩爆破开挖,而爆破会对下卧基岩造成一定

岩石控制爆破施工方案

第一部分技术设计 一、工程概况 盛世名门第一组团按要求已完成前期场地平整爆破,接下来的任务要进行各种沟槽和基坑(包括承台、地梁各种管线沟等)的基础石方爆破工作。 该爆破区域周边环境复杂,虽然爆区南、北、西三面较空旷,但爆区东边约5米为高压线路,再往东约30米则为新塘中学,爆破时,必须严格控制爆破震动和爆破飞石。确保高压线路,学校宿舍楼及学校员工的人身安全。 在经过场地平整爆破剥离后,目前场地上暴露的大部分岩石为特坚岩,小部分为普坚岩,岩石可钻性极差,钻眼速度慢,可爆性普通,爆破防护工作量大。 二、方案选择 (一)设计依据 (1)《新都?盛世名门工程地质勘探报告》书。 (2)爆破安全规程GB6722————2003。 (3)广东省民用爆炸物品管理实施细则及增城市公安局对爆炸物品管理的有关规定。(4)王文龙教授《钻眼爆破》1984年煤炭工业出版社出版。 (二)方案的选择

1、由于业主的要求本工程拟先开工1#楼和售楼中心,故选择由1#楼和售楼中心开工后按顺序向3#、5#、4#、2#楼扩张。 2、根据2月14日会议初定意见、自售楼中心至一号楼1—K轴采用大面积爆破,其佘根据现场情况考虑独立承台爆破。 3、由于场内岩石的不均匀性及爆破的效果,可能造成个别承台小部分超深,或高低不平,在进行人工修正后,可采取以下措施,对于承台可采用素混凝土填充至设计层面标高,而对于地梁,可按设计标高采用素土夯实,浇捣50mm厚细石混凝土垫层。 三、爆破参数的确定 1、联体承台爆破参数。 (1)、孔径d=40mm。 (2)、孔深h=1.4m (3)、孔距a=0.6m。 (4)、排距b=0.6m (5)、单位耗药量q=0.6kg/m3 (6)、单孔装药量Q=qabh =0.6×0.6×0.6×1.4 =2.5kg

常用岩土本构模型及其研究现状

常用岩土本构模型及其研究现状 学生:彭敏 班级:水工一班 学号:2014141482159 授课教师: 肖明砾 成绩 摘要: 在土木及水利工程中岩体分析成功性很大程度取决于采用的本构模型的正确性,常用的岩土本构模型:传统的弹性模型和弹塑性模型,新型的广义塑性力学理论、微观结构性模型、分级模型等。 关键词:本构模型 弹性 弹塑性 损伤力学 微观 1.传统岩土本构模型 现代岩石力学研究岩石全程应力应变曲线(如图1)可分为压密阶段、弹性工作阶段、塑性变形阶段和破坏阶段,采用经典连续介质力学理论计算的岩石力学模型有: 1.1 弹性模型 对于弹性材料, 应力和应变存在一一对应的关系, 当施加的外力全部卸除时 ,材料将恢复原来的形状和体积。弹性模型分为线弹性模型和非线性弹性模型两类。这类模型用于荷载单调加载时可以得到较为精确的结果,但用于解决复杂加载问题时, 精确性往往不能满足工程需要。 1.2弹塑性模型 弹塑性模型的特点是在应力作用下, 除了弹性应变外,还存在不可恢复的塑性应变。 应变增量分为弹性和塑性两部分, 弹性应变增量用广义虎克定律计算, 塑性应变增量根据塑性增量理论计算。 图1:应力应变曲线 图2 弹塑性模型 2. 新型岩土本构模型 2.1 广义塑性力学理论 广义塑性力学认为, 传统塑性理论的 3 个假设都不符合岩土材料的变形机制,广义塑性力学从寻找和消除这些假设入手, 提出了一些新的观点。 2.2 微观结构性模型 将土体的变形过程看作由原状土经损伤向扰动土逐渐转化的过程, 可以采用损伤力学理论建立弹塑性损伤模型。通过微观结构的研究, 使得众多结构研究成果与其力学性状发生定量意义上的联系, 对解释宏观力学现象具有重要意义。 2.3 分级模型 该方法以服从关联流动法则的简单各向异性强化模型开始, 模型级数逐渐递增, 较高等级的模型则是通过引入非关联流动法则、各向异性强化法则和应变强化或软化法则得到的。 3.结论 (1)传统岩土本构模型虽然简单,但是存在一些

现代爆破理论

现代爆破理论2006年6月16日

前言 随着爆破技术和相邻学科的发展,爆破理论的研究也有了长足的进步。特别是岩体结构力学、岩石动力学和计算机模拟爆破技术的发展,使爆破理论的研究更实用化,更系统化了。 当今岩体力学已从以材料力学为基础的连续介质岩体力学发展为以工程地质为基础的非连续介质岩体力学。岩体结构面特征对爆破的影响日益引起人们的重视。 岩石动力学作为爆炸力学、冲击力学与爆破工程相结合的一门边缘学科,它的产生和发展无疑对岩石爆破破碎原理的研究是一种推动力量。 计算机模拟爆破技术的发展,不仅可以预算出最优的爆破效果,而且可以在计算机上再现岩石爆破的动态过程,从而大大减少现场试验所消耗的人力、物力,并能准确地查明各种因素对爆破效果的影响。它代表着90年代爆破技术的最高水平,也是爆破技术由工艺过渡到科学的重要标志之一。但是,从总体上看,爆破理论的发展仍然滞后爆破技术的要求,理论研究和生产实际仍有不小的差距。再加上爆破过程的瞬时性和岩石性质的模糊性、不确定性、致使爆破理论众说纷法,争论不止。美国矿业局W.L.福尔内(Faurney)等人认为:“岩石破碎的过程仍然没有阐明,在公开文献中尚有许多混乱和相互矛盾的论点……”南非的C.V.B.坎宁安(Cunninghan)在论及岩石爆破过程中动压与静压哪个占主导地位时谈到“60年代以来,一直为人们所争论,毫无疑问,今后仍将争论一段时间”。南非矿业研究会高级工程师J.R布里克曼(Brinkman)在1987年召开的第二届爆破破岩国际会议(2nd International Symposium on Rock Fragmentation byBlasting)上谈到:“岩石爆破破碎机理目前仍存在着相互矛盾的观点”。 在爆破理论迅速发展又众说纷云、相互矛盾的情况下,从发展的角度去研究不同时期各派爆破理论的主要论点、依据,从中找出发展趋势,无论是对于爆破理论本身的研究还是指导工程实践都有着重要意义。 爆破理论的传统内容包括,岩石是在什么作用力下破碎的;破碎的规律以及其影响因素。随着人们对爆破现象认识的逐步加深,对于爆破理论的研究内容和范围也相应扩大。 1958年日本召开的岩石爆破机理讨论会上,东京大学的山口梅太郎认为,爆破机理的研究范围应该包括: (1)力学的爆破机理: 理论的研究; 爆破时的各种测定; 现场爆破效果的总结。 (2)关于炸药的研究: 广义的炸药破坏力的研究; 药室内压力的研究。 (3)对作为爆炸对象的岩石性质的研究: 岩石物理性质的研究; 作为岩体的岩石性质的研究。 实践证明,这些观点已被很多人接受。前苏联学者A.H.哈努卡耶夫(Ханукаев)认为,爆破法破碎岩石的过程就是岩石爆破的物理过程。要使更多的炸药能量用于破碎岩石,就必须使炸药的爆轰性能与岩石的性质相匹配。因此,炸药的研究和岩石性质的研究构成了爆破机理研究的重要组成部分。我国著名学者杨善元教授认为,爆破是一种动态的力学过程,用“岩石爆破动力学”来概括岩石爆破的理论基础比较合适,其内容应该包括:(1)波动物理学; (2)爆炸力学(包括热流体力学与冲击波理论,热化学与爆轰理论);

东莞电力生产调度大楼基础人工挖孔桩内岩石爆破施工组织设计方案

东莞电力生产调度大楼基础人工挖孔桩内 岩石爆破施工组织设计方案 一、 电力生产调度大楼基础人工挖孔桩在开挖过程中,当挖至桩深10米左右时,遇到坚硬的中风化岩层,使用机械打凿要完成设计桩长要求,将会耽误很多工期,如果采用爆破法破碎岩石将会大大地提高施工速度,确保工程按时按质完成,现编写出孔桩内岩石爆破施工组织方案。 该工程需进行爆破的孔桩48根,孔径为1.2米、1.6米、1.8米、2.0米和2.4米,护壁厚度20厘米,岩石埋藏深度8~12米,工地北边为待建的本工程副楼工程,西边35米外为在建的金泽花园工地,东、南边是很空旷的待施工建筑的场地,无永久建筑或重要设施,需爆破的岩石厚度较大,破岩的工作量比较大。 该爆区内岩石呈中风化至微风化,没有夹层。岩石硬度用普氏系数表示一般为6~10。部分花岗岩可能达到12左右,岩石为风化花岗岩,岩石中含有少量地下水。 二、爆破方案的选择: 根据该爆区内的周围环境情况及孔桩的特殊要求,为做到保护孔壁,有确保周围环境的安全,决定采用毫秒差非电雷管起爆,掏槽眼采用弱抛掷装药,崩落眼和周边眼分别采用加强松动和松动装药,确保周边平整。

1 三、爆破参数及装药量计算。 1、孔径为1.2米的桩 孔径为1.2米,其荒径则为1.6米。 其布眼见图1 周边眼:孔数:15个 孔距:0.25米 排距:0.20米 孔深:0.8米 单耗:1.00 单孔桩药量:q=KV=Kπh(R2-r2)/15 =1.00×3.14×0.8×(0.72-0.42)/15=56克崩落眼:孔数:8个 间距:0.31米 排距:0.26米 孔深:0.8米 单耗:1.00 单孔桩药量:q=1.00×3.14×0.8×(0.42-0.152)/8=45克掏槽眼:孔数:4个 孔深:0.8米爆破作用指数n=1.0 单孔桩药量:q=(0.4+0.6)KW4=(0.4+0.6+1.03)×1.4×0.8 =176克

岩石的爆破破碎机理2008

岩石的爆破破碎机理2008-07-09 17:39 一、岩石爆破破碎的主因 破碎岩石的炸药能量以两种形式释放出来,一种是冲击波,一种是爆炸气体。但是岩石破碎的主要原因究竟是冲击波作用的结果还是爆炸气体作用的结果,由于认识和掌握资料的不同,便出现了不同的结果。 1、冲击波拉伸破坏理论(该观点的代表人物日野熊、美国矿业局的戴维尔) 当炸药在岩石中爆轰时,生成的高温、高压和高速的冲击波猛烈冲击周围的岩石,在岩石中引起强烈的应力波,它的强度大大超过了岩石的动抗压强度,因此引起周围岩石的过度破碎。当压缩应力波通过粉碎圈以后,继续往外传播,但是它的强度已大大下降到不能直接引起岩石的破碎。当它达到自由面时,压缩应力波从自由面反射成拉伸应力波,虽然此时波的强度已很低,但是岩石的抗拉强度大大低于抗压强度,所以仍足以将岩石拉断。这种破裂方式亦称“片落”。随着反射波往里传播,“片落”继续发生,一直将漏斗内的岩石完全拉裂为止。因此岩石破碎的主要部分是入射波和反射波作用的结果,爆炸气体的作用只限于岩石的辅助破碎和破裂岩石的抛掷。 2、爆炸气体的膨胀压理论(该观点的代表人物村田勉等) 从静力学的观点出发,认为药包爆炸后,产生大量高温、高压气体,这种气体膨胀时所产生的推力作用在药包周围的岩壁上,引起岩石质点的径向位移,由于作用力不等引起的不同的径向位移,导致在岩石中形成剪切应力。当这种剪切应力超过岩石的极限抗剪强度时就会引起岩石的破裂。当爆炸气体的膨胀推力足够大时,还会引起自由面附近的岩石隆起、鼓开并沿径向方向推出。它在很大程度上忽视了冲击波的作用。 3、冲击波和爆炸气体综合作用理论(该观点的代表人物有C.W.利文斯顿、φ.A.鲍姆,伊藤一郎,P.A.帕尔逊、H.K.卡特尔,L.C.朗和N.T.哈根等)这种观点的学者认为:岩石的破碎是由冲击波和爆炸气体膨胀压力综合作用的结果。即两种作用形式在爆破的不同阶段和针对不同岩石所起的作用不同,爆炸冲击波(应力波)使岩石产生裂隙,并将原始损伤裂隙进一步扩展;随后爆炸气体使这些裂隙贯通、扩大形成岩块,脱离母岩。此外,爆炸冲击波对高阻抗的致密、坚硬岩石作用更大,而爆炸气体膨胀压力对低阻抗的软弱岩石的破碎效果更佳。 二、炸药在岩石中的爆破作用的范围 1、炸药的内部作用 假设岩石为均匀介质,当炸药置于无限均质岩石中爆炸时,在岩石中将形成以炸药为中心的由近及远的不同破坏区域,分别称为粉碎区、裂隙区及弹性振动区。 (1)粉碎区(压缩区) 炸药爆炸后,爆轰波和高温、高压爆炸气体迅速膨胀形成的冲击波作用在孔壁上,都将在岩石中激起冲击波或应力波,其压力高达几万MPa、温度高达30000以上,远远超过岩石的动态抗压强度,致使炮孔周围岩石呈塑性状态,在几到几十毫米的范围内岩石熔融。尔后随着温度的急剧下降,将岩石粉碎成微细的颗粒,把原来的炮孔扩大成空腔,称为粉碎区。如果所处岩石为塑性岩石(黏土质岩石、凝灰岩、绿泥岩等),则近区岩石被压缩成致密的、坚固的硬壳空腔,

基础岩石破碎专项施工组织方案(新)

目录 一、工程概况 二、编制依据、原则 三、地质情况 四、施工准备、工期 五、施工方案 六、安全措施及注意事项

一、工程概况 传化公路港I标工程项目建设单位为传化公路港物流、勘察单位为省工程勘察院、设计单位为信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份、监理单位为中博建设发展、施工单位为宝业建工集团。工程位于市市磁灶镇318县道旁。一标段工程总建筑面积约有29762.5㎡,占地面积10679.94㎡。其中:货物配载及货运站场楼一占地面积:7585.27㎡,建筑面积:19992.85㎡。生产配套中心一占地面积:2539.81㎡,建筑面积:8943.43㎡。物业用房占地面积:271.36㎡,

建筑面积:542.72㎡。厕所一(二)占地面积一样:61.24㎡,建筑面积:61.24㎡。变配电房占地面积:161.02㎡,建筑面积:161.02㎡。建筑结构形式为框架结构,基础型式为独立基础。建筑场地类别为Ⅱ类、地震设防烈度为7度、抗震设防类别为丙类、建筑结构安全等级为二级,结构重要性系数为1、耐火等级二级、地基基础设计等级为乙级、屋面防水等级I级、设计使用年限为50年。 在生产配套中心一和货物配载及货运站场楼一土方开挖,基础施工过程中部分区域遇到岩石层,阻碍了工程进度,为了工程的施工进展,需对该工程岩石进行破碎作业。 经业主、监理、施工单位三方现场实际测量计算后,该施工区域破碎的岩石量为2465 m3,需处理岩石厚高度约为1-3.5米,计划工期50天(在总工期)。 1.2、静态破碎部位概况 1.由于基坑紧靠项目部现场办公室及318县道故不能采取正常的爆破施工。其危害有:爆破产生的震动,容易对已施工完成的塔吊基础产生影响等。正常爆破施工产生的个别飞散物,容易对工程附近的工人,行人及车辆造成损害;且爆破作业必须经过严格设计及可行性方案论证,必须经过相关政府部门的审批后方可实施,其作业期间必须全程严格控制;对特殊环境下采用爆破作业时,常常会产生不必要的纠纷。因此,不能采取正常的爆破施工,只能采炮锤式挖掘机破

(完整版)基坑石方爆破施工方案设计

目录 一、编制说明 (3) 1.1编制依据 (3) 1.2编制范围 (3) 1.3编制原则 (3) 二、工程概况 (4) 2.1地理位置 (4) 2.2气象条件 (4) 2.3水文地质条件 (4) 2.4设计概要 (4) 三、施工目标及人员、机械设备配置 (4) 3.1施工目标 (4) 3.2施工人员、机械设备 (5) 四、施工方案、技术及工艺 (5) 4.1施工总体方案 (5) 4.2施工工艺流程图 (6) 4.3施工准备 (6) 4.4爆破参数设计 (8) 4.4.1主爆区参数设计 (8) 4.4.2 预裂排参数设计 (10)

4.5、起爆网络设计 (12) 五、质量保证措施 (12) 六、安全保证措施 (13)

基坑石方爆破施工技术方案 一、编制说明 1.1编制依据 1.《爆破安全规程》GB6722-2003。 2.国家技术监督局《土方与爆破工程施工及验收规范》。 3.《中华人民共和国民用爆破物品管理条例》。 5.《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ203-2008。 7.《建设工程施工现场供用电安全规范》JGJ50194-93。 8.《铁路工程施工安全技术规程》(上册)TB10401.1-2003。 9.《铁路工程施工安全技术规程》(下册)TB10401.2-2003。 10.合同文件和其他设计文件。 1.2编制范围 工程基坑石方爆破施工。 1.3编制原则 采用先进爆破技术。如采用塑料导爆管毫秒延期爆破,分段爆破,预裂爆破技术。 采用小间距、小药量布药原则,使爆破能量均匀分布,采用松动爆破,加以有效的防护措施,避免产生飞石,降低噪声,确保周围环境安全。 采用严密而有效的防护措施,严格控制各段装药量和覆盖防护措施,严格控制爆破震动强度和飞石危害,不做好防护严禁爆破作业。 合理选择技术参数,精心设计、精心组织、精心施工,争取“安全、优质、高效、低耗”完成本工程。 坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。尤其是既有铁路线施工,安全施工显得更为重要。施工过程需确保万无一失,采取切行可行的措施进行防范。

岩石爆破破碎机理研究

黄志强 (桂林工学院,广西,桂林541004) 【摘 要】岩体的软弱层面会影响到爆破破碎效果,如何确定岩石材料的缺陷在爆破破碎中的影响因子是研究岩石破碎机理的关键。通过对当前岩石爆破破碎的研究现状进行综合分析、评述,讨论了岩石爆破破碎机理研究的要点以及今后的研究重点,为后续相关研究指出了方向。 【关键词】岩石破碎;爆破机理;损伤 【中图分类号】TD231.1 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2007)12-0086-02 岩石爆破的破碎效应是影响交通土建、水利、矿山等工程效益的重要指标,它影响到生产过程中的铲装、运输和粗碎等工序的效率和成本,也影响到道路、堤坝等基础工程的渗透性、沉降性和稳定性。因此,岩石爆破破碎理论的研究一直是岩石动力学和岩石爆破研究领域的一个热点问题,研究并揭示爆破作用下岩石破碎机理对促进爆破理论和相关技术的发展、提高工程质量和效益具有十分重要的理论和实际意义。 (一)当前研究成果 岩体由于其材料的特殊性,内部具有较多的节理、裂隙、层理等不连续层面,这些不连续面对爆破破碎效果会产生严重的影响,主要体现在应力集中、应力波反射增强、能量耗散、高压爆生气体外逸等。因此在岩石爆破设计、施工中如何处理岩石中的不连续面对爆破效果的影响,是当前研究岩石爆破破碎机理的主要问题。 国内外学者进行的大量研究指出:裂隙岩石的破碎是由爆炸冲击波与爆生气体共同作用的结果,但与均匀介质材料爆破相比,岩体的破碎主要是爆炸应力波作用的结果,裂隙岩体的爆炸气体膨胀压力较小,只是当应力波将岩石破碎成块以后,起到促使碎块分离的作用;应力波在裂隙岩体的传播过程中,在裂隙之间传播的扰动将会产生新的破裂;由于裂隙的发展速度有限,爆炸载荷的速率对裂隙的成长有较大的作用,而高应变率载荷容易产生较多的裂隙。 在此基础之上,当前的相关研究主要在两方面展开,一是追求普遍适用于各种爆破计算和分析、旨在建立相关计算模型的理论研究;一是结合一定工程实践,适用于一定范围的具体工程设计和参数优化的实验研究。在理论研究方面,从岩石破碎研究的发展历程来看,可将其分为弹性理论阶段、断裂理论阶段、损伤理论阶段和分形损伤理论4个阶段。 1.弹性理论阶段 弹性力学模型将岩石视为各向同性的均质、连续的弹性体,岩石在爆炸荷载作用下的破坏是因其内部最大应力超过岩石应力极限引起的。在破碎之前,岩石处于弹性状态。这种理论以弹性力学及有限元方法为基础,运用现代计算机技术可方便的简化工程问题、建立力学模型并加以分析计算。由于这种理论模型不考虑岩石的材料缺陷,其理论基础与实际情况有一定的差距。 2.断裂理论阶段 断裂力学模型认为岩石中的裂纹扩展及断裂破坏是影响岩石爆破破碎效果的主要因素。与弹性模型不同的是该类模型将岩石视为含有微裂纹的脆性材料,岩石的破化过程就是其内部裂纹产生、扩展和断裂的过程。但断裂力学模型仍将裂纹周围看作是均匀的连续介质,因而其仅适用于宏观裂纹形成之后的断裂阶段,对材料开始劣化到宏观裂纹形成之间的力学行为和物理过程并未进行分析描述,其适用范围只限于宏观裂纹已形成的有层理或沉积类岩石。 3.损伤理论阶段 1980年美国Sandia国家实验室的Kipp和Grady开始进行岩石爆破损伤模型的研究,他们认为岩石中存在着大量随机分布的原生裂纹,在爆破作用下部分原生裂纹将被激活并发生扩展,激活的裂纹数服从指数分布。他们运用损伤因子D表示这些岩石裂纹开裂及损伤程度。经过 Seamen、Grady、Kipp、Kus 等人的努力,最后,由 Throne 进一步完善建立了一个能 【收稿日期】2007-10-29 【作者简介】桂林工学院青年扶持基金项目,桂工院科[2007]4号 【作者简介】黄志强(1977-),男,四川武胜人,桂林工学院讲师,主要从事工程力学相关科研工作。 岩石爆破破碎机理研究

(完整)岩石静态爆破施工方案

(完整)岩石静态爆破施工方案 编辑整理: 尊敬的读者朋友们: 这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)岩石静态爆破施工方案)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。 本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)岩石静态爆破施工方案的全部内容。

xxxxxxxxx工程 静态爆破施工方案 施工单位:XXXXXXX工程有限公司 编制人: 审核人: 审批人: 审批日 期:XXXX年XX月XX日 目录 第一节工程概况 (1) 第二节静态爆破简介 (2) 第三节施工人员、材料、机械准备 (2) 第四节施工技术方案 (2) 第五节质量控制 (6) 第六节安全措施和注意事项 (7)

一、工程概况 XXX工程,在基础开挖过程中,出现不同厚度的风化石层,由于周边管线密集,采用一般爆破或机械开挖会产生极大的安全隐患.考虑安全及环保问题,经多方研究决定采用静态爆破法。 二、静态爆破法简介 1、适用于城市建筑物拆除、岩石基槽开挖、大块岩石的二次破碎和石料开采等工程。 2、原理:利用无机盐粉末状破碎剂,经水化后产生巨大膨胀压力(可达30—50MPa),引起的拉应力超过混凝土或岩石的抗拉强度,即被破碎解体. 3、特点:静态膨胀剂操作简便,携带和运输安全,无飞石、无震动、无冲击波、无噪声、无粉尘、无毒气排放等危害。 三、施工人员、材料、机械准备 1、人员技术负责(1人),机械组(2人),打眼组(3人),灌装

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