• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
冲击劈裂下隧洞岩石损伤特性与爆破原位裂隙扩展机理
  • 83
  • 作者

    倪苏黔徐颖来永辉杨荣周丁进甫付鸿鑫冯凤凤

  • 单位

    安徽理工大学土木建筑学院省部共建深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室浙江省隧道工程集团有限公司

  • 摘要
    稳定围岩为隧道爆破提供了重要的环境保障。为探究长距离隧道在周期性爆炸荷载下的围岩损伤特征与破裂机理,以下穿高速引水隧洞原位围岩及岩样为研究对象,借助SHPB试验系统开展冲击劈裂试验,揭示了岩体力学行为和能量演化特征,并引入矿井巷道4D超高清成像技术,进一步分析了周期性爆炸荷载下隧道围岩的原位裂隙扩展机理。结果表明:(1)冲击劈裂下花岗岩和凝灰岩的劈裂应力-压缩应变曲线不同于通常冲击压缩“应力屈服”特征,而是具有“应力残余”特征,峰值应力和动力增长因子DIF均呈正线性增长趋势;应变-时间曲线未出现通常冲击压缩“后期减小”变形特征,而是作为弹脆性材料表现出“后期稳定”变形特征。(2)岩体冲击能量-时间曲线历经“初始缓慢增长-快速线性增长-后期稳定”演化阶段,且同一冲击能级下岩体能量转化比率满足:反射能比率>耗散能比率>透射能比率;岩体损伤破坏整体表现出“中部劈裂+加载端部破碎→中部劈裂+加载端部破碎+半圆断裂→整体破碎”状态特征。(3)提出以“少域多测”与“多域少测”结合的窥孔成像试验,原位围岩孔壁裂隙扩展特征主要表现为“微裂纹发育→裂隙扩展→扩展放缓→停止延伸”演变阶段,未显现对围岩影响较大的破碎片脱落现象和继续向内延伸迹象。(4)综合山下顶管隧洞D1观测孔、山茶检修隧洞D2观测孔结果验证了良好的控界爆破效果,对现场爆破施工起到了显著的实际指导作用,同时取自隧道原位的岩样冲击劈裂结果为爆前钻孔与爆破方案设计提供了有效的理论依据和参考。
  • 关键词

    花岗岩/凝灰岩爆破裂隙冲击劈裂4D超高清成像技术损伤特性

  • 文章目录
    0 引 言
    1 试验概况
    1.1 SHPB室内试验
    1.1.1 力学计算公式
    1.1.2 能量计算原理
    1.1.3 冲击试验方法
    1.2 窥孔成像现场试验
    1.2.1 工程概况
    1.2.2 成像系统
    1.2.3 观测方法
    1.2.4 观测步骤
    2 试验结果分析
    2.1 力学行为与成像特征
    2.1.1 应力-应变曲线演化特征
    2.1.2 应力行为特征
    2.1.3 变形行为特征
    2.1.4 能量行为特征
    2.1.5 D1观测孔裂隙成像特征
    2.1.6 D2观测孔裂隙成像特征
    2.2 劈裂破坏特征与裂隙扩展机理
    2.2.1 动态损伤破坏机理与演化特征分析
    2.2.2 围岩原位裂隙扩展机理分析
    3 结 论
相关问题

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联