【摘 要】
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受爆破荷载及岩体卸荷松弛作用,爆源近区损伤较大,岩体力学参数下降较多,而远区受影响较小,为了研究和计算的方便,该文中作了如下假设:受爆破影响岩体的波阻抗从开挖轮廓面至
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受爆破荷载及岩体卸荷松弛作用,爆源近区损伤较大,岩体力学参数下降较多,而远区受影响较小,为了研究和计算的方便,该文中作了如下假设:受爆破影响岩体的波阻抗从开挖轮廓面至边坡内部逐渐增加,将边坡划分为若干层,层内岩性相同.这样,可把后续爆破产生的应力波在已损伤岩石边坡中传播当作应力波在层状岩石中的传播.该文考虑三种情形的岩石边坡:(1)边坡岩体的波阻抗线性变化,各层岩体间具有完全粘结的条件;(2)在1所示的边坡中某处存在裂缝(如第三、四层界面处);(3)在1所示的边坡中某层为高波阻抗的辉绿岩脉(如第二层或第五层).论文首先对爆炸应力波在层状岩石中的传播规律进行了分析,由于应力波在多层岩石界面上会发生复杂的透反射,随岩石界面的增多,透反射应力波叠加的规律就越复杂,因此该文先从应力波与一层界面作用分析入手,采用一维波理论,应用特征线法研究应力波通过岩层界面的透反射规律,分析了波在层界面间的多次传播,得到一些有益的规律,然后逐步增加岩石层数,得到层中各处的动态应力场.对三层岩石界面的情形,还利用大型通用有限元程序ANSYS中的LS-DYNA子程序,用数值计算方法得出了层中各处的动态应力场,并与理论分析的结果进行了比较.结果表明采用数值方法得到的结果与理论分析得到的结果比较一致,采用数值方法分析此类问题是可行的.在此基础上,通过建模采用ANSYS(LS-DYNA)分别计算了波阻抗线性变化边坡、岩层分界面存在裂缝(位于第三层处)边坡和含高波阻抗辉绿岩脉(分别位于第二层和第五层两种情况)边坡,应力波直入射时所产生的动应力分布和频率改变对动态应力分布规律的影响.
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