深部岩体爆破爆炸地震波辐射模式与能量特性数值模拟研究

来源 :中南大学学报(英文版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:guomenling
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
对于深部岩体爆破,普遍认为地应力的存在将改变爆生裂纹的传播过程并最终影响岩体爆破开裂区的分布,但对于地应力作用下岩体爆破开裂区形态改变对爆炸地震波辐射模式的影响,目前还鲜有研究报道.本文采用SPH-FEM耦合数值模拟方法,研究了地应力对岩体爆破开裂及爆炸地震波辐射模式和能量特性的影响.结果表明,在地应力作用下岩体爆破开裂区形态改变对爆炸地震波能量及组成成分具有显著的影响;随着地应力水平的提高,岩体爆破开裂区范围缩小,更多的爆炸能转化为地震波能量,地应力作用下爆破开裂区(即爆炸地震波产生区)范围缩小导致地震波的频率升高;在非静水地应力条件下,沿最小主应力方向传播的爆生裂纹更易受到地应力的抑制,因此沿该方向传播的地震波的能量密度更高;在非静水地应力条件下各向异性的岩体爆破开裂模式导致岩体应变能非对称地快速释放,从而在岩体中诱发剪切波.“,”With regard to blasting in deep rock masses, it is commonly thought that an increase in the in-situ stress will change the blast-induced rock crack propagation and ultimately affect rock fragmentation. However, little attention has been given to the change in seismic wave radiation when the fractured zone changes with the in-situ stress. In this study, the influences of in-situ stress on blast-induced rock fracture and seismic wave radiation are numerically investigated by a coupled SPH-FEM simulation method. The results show that the change in blast-induced rock fracture with in-situ stress has a considerable effect on the seismic wave energy and composition. As the in-situ stress level increases, the size of the fractured zone is significantly reduced, and more explosion energy is transformed into seismic energy. A reduction in the size of the fractured zone (seismic wave source zone) results in a higher frequency content of the seismic waves. In a nonhydrostatic in-situ stress field, blast-induced cracks are most suppressed in the direction of the minimum in-situ stress, and thus the seismic waves generated in this direction have the highest energy density. In addition to P-waves, S-waves are also generated when a circular explosive is detonated in a nonhydrostatic in-situ stress field. The S-waves result from the asymmetrical release of rock strain energy due to the anisotropic blast-induced fracture pattern.
其他文献
鲕状赤铁矿是一种储量丰富、成分复杂、品位低、粒度细、鲕状构造独特的铁矿资源.本文提出了微波辅助悬浮磁化焙烧回收利用该矿石的工艺.结果表明,在微波预处理温度1050℃、时间2 min的条件下,微波预处理的效果较好;预处理产品采用微波悬浮磁化焙烧-磁选工艺,获得铁品位58.72%,回收率89.32%的磁精矿.与无微波预处理相比,铁品位和回收率分别提高了3.17%和1.58%.微波预处理使磁化焙烧产品的饱和磁化强度由24.974(A·m2)/kg提高到39.236(A·m2)/kg,饱和磁化率由0.179×10
本文基于对数螺旋线破坏机构,同时考虑黏聚力随深度变化,推导了墙背倾斜及粗糙情况下的挡土墙主动土压力计算公式.为了更贴近实际情况,考虑了基于统一强度理论土体中主应力对土压力的影响.为了准确计算土压力,把主动土压力计算转化为优化问题进行求解,并引入万有引力算法搜索最危险滑裂面.通过与已有的均质和非均质土层中土压力研究结果对比,发现本文提出的方法更接近传统极限平衡解.最后,深入探讨了土层非均匀性及中主应力对主动土压力的影响,发现土层非均匀性及中主应力对主动土压力有显著影响.“,”Considering the
传统的机械破岩方法劳动强度大、效率低,制约了深部资源和深部空间的开发.而微波技术作为一种新型破岩手段有望破解此类难题.本文从宏观到细观综合运用力学测试、细观试验以及数值模拟等手段探讨了微波场内埋深1050 m砂岩试样的破坏特征、弱化规律及破裂机制.研究表明,微波作用下砂岩单轴抗压强度会大幅降低,当1000 W功率作用60 s时,强度折减幅度可达50%;结合单轴和细观试验发现,矿物不均匀膨胀导致砂岩内部热应力增大的同时,高温环境下部分矿物会同步发生熔融,从而使试样内部孔裂隙结构发生急剧改变然后体现为强度的大
地下水超采引起地下水位降落并形成漏斗区,导致地面沉降/开裂、地下水污染等严重后果,该篇文章从地表水替代地下水、高效节水、回灌地下水三个方面分析了综合治理地下水超采的方案与实践效果.
本文研究了插层亚硝酸根镁铝水滑石在模拟混凝土孔溶液中的氯离子和硫酸根离子结合特性和在砂浆中对氯离子和硫酸根离子传输以及钢筋腐蚀和硫酸盐侵蚀的影响.结果表明,插层亚硝酸镁铝水滑石能有效吸附模拟混凝土孔溶液中的氯离子和硫酸根离子,并且抑制氯离子和硫酸根离子在水泥砂浆中的传输.环境中硫酸根离子的存在会极大地影响插层亚硝酸根镁铝水滑石对氯离子的吸附,并且氯离子和硫酸根在砂浆中的传输具有耦合作用.此外,插层亚硝酸根镁铝水滑石可以大大提高砂浆抗硫酸盐侵蚀的能力,并能很好地预防砂浆内钢筋发生腐蚀.但环境中氯盐的存在会加
深部地下空间开发在深地能源贮存与开采、生态圈与地下生态城市等领域都有着巨大的潜在价值.针对深部均匀应力场作用下圆形硐室开挖,采用拉压双模量理论和弹性-脆性-理想塑性本构模型,推演了不同远场应力和内压力下围岩的应力解析解及塑性区边界方程,详细分析了围岩弹塑性应力场和塑性区随弹性常数比及残余强度系数的变化规律.结果表明:内压力较小时,三向主应力均为压应力,围岩的应力场分布不受双模量影响,与等模量理论下基于弹脆塑性跌落模型的求解结果相同;内压力较大时,切向应力变号,围岩可划分为切向拉应力塑性区(TPZ)、切向拉
宜居是城市规划追求的目标,也是城市居民的共同愿望.文章通过对《城市居住区规划设计规范》(GB 5018-93(2016年版))与《城市居住区规划设计标准》(GB 50180-2018)进行对比分析,阐述《标准》(2018版)变化之处,从而研究《标准》的宜居性.
大型综合医院在就医人数激增的情况下,医院公共空间的有效管理是亟须解决的问题.通过问卷调查对大型综合医院公共空间的公共环境与设施、通达效率、功能布局进行调查,结合因子分析法与层次分析法建立起3个准则层以及14个指标层,构建大型综合医院公共空间评价指标体系.对医院公共空间管理提出“多中心空间”等改进措施,对大型综合医院公共空间设计及管理提出可行性建议.
随着我国深度老龄化社会的加速,社区居家养老模式的作用日益突出.通过梳理国内外社区养老模式相关研究,探讨我国社区居家养老服务现状,发现存在供需不平衡、医养结合不深入、专业人才短缺、服务经费有限等问题,提出加快推进医养结合、加强社区居家养老服务人才队伍建设、给与优惠政策及配套措施支持、构建多元化融资渠道等对策.
本研究采用聚氨酯型固化剂和剑麻纤维对砂土进行改良,针对不同固化剂含量(1%,2%,3%和4%与干砂的质量比)、纤维含量(0%,0.2%,0.4%,0.6%和0.8%与干砂的质量比)和干密度(1.45,1.50,1.55和1.60 g/cm3)的改良砂土进行无侧限抗压强度试验和抗拉试验研究,并结合扫描电镜图像对其微观机理进行进一步的分析.试验结果表明:改良砂土的抗压和抗拉强度均得到了显著提高;砂土的抗压强度与抗拉强度随固化剂含量增大而增大;纤维的加入提高了改良土体的残余强度;改良土体的破坏应变随着干密度的增