聚能预裂爆破与边坡稳定性分析

某大型露天铁矿山开采已进入末期,在采场西部端帮已形成了近 200 m 高、平均边坡角 50.5˙、局部53˙的高陡边坡.为回收端帮残存矿石,关键因素是防止边坡的坍塌破坏.文中在对边坡岩体性质和节理裂隙分析的基础上.利用极限平衡原理对边坡的稳定性与爆破振动的关系进行了分析,确定了边坡潜在的破坏模式.根据聚能射流原理,提出了通过大孔径聚能预裂爆破两阶段降低爆破地震效应,保证生产过程中边坡安全的方法.     

大孔径聚能预裂爆破技术在某铁矿爆破中的应用

对大孔径聚能预裂爆破技术与工艺进行研究,旨在寻求一种炸药能量利用率高、预裂成缝效果明显、应用方便的新型爆破技术.自主研发了大孔径双线性聚能不耦合炸药装药间隔器,并应用于某铁矿工业性试验,试验结果表明,这种新型的爆破技术在大型露天矿山靠帮爆破中可以取得良好的爆破效果和综合效益.     

隧道掘进聚能水压爆破技术的研究与应用

聚能水压爆破技术是一项在隧道掘进中的新型工程技术.通过介绍聚能水压爆破的技术原理与爆破工艺,结合在重庆沿江高速公路佛儿岩隧道开挖掘进中的实际应用与爆破波形分析,突显了聚能水压爆破技术具有减少超挖、降低成本、减轻污染等优点.该技术在聚能爆破的基础上加入了水压爆破,集多种技术优势于一体,有助于实现隧道"安全施工"与"绿色施...     

岩质边坡爆破振动速度高程效应

基于量纲分析理论,分析影响边坡爆破振动速度相关物理量,推导改进考虑高程影响的爆破振动速度衰减经验公式。结合大冶铁矿东露天采场狮子山北帮边坡挂帮矿开采工程实际,建立简化模型计算分析并通过现场实测数据进行验证。采用已验证模型及参数,分别建立不同坡度边坡(坡角依次为15°,30°,45°和60°)爆破振动数值模型模拟计算,研究高程效应对爆破振动速度衰减的影响。计算分析结果表明:对于同一边坡坡体内同一水平监测点,高程作用对边坡振动速度的放大效应明显,并主要以垂直方向振动速度放大为主;对于同一边坡坡面监测点,随着水平距离、高程差的增大,爆破振动速度以衰减趋势为主导,放大效应不够明显;对于不同坡度边坡,在同一水平处各坡面监测点爆破振动速度随着边坡坡度增加以衰减为主,但存在高程放大效应占主导的现象;对比分析结果说明基于量纲分析改进的经验公式能够对边坡爆破振动速度高程的影响进行更好地修正。     

高陡边坡削帮减载技术优化

为减少布沼坝西帮削帮减载治理过程中爆破振动对高陡边坡的影响,维护到界边坡的稳定性,采用非电延时控制爆破技术,分台阶分层爆破开挖,沿到界边坡线进行预裂爆破.通过现场爆破试验与爆破振动测试相结合的方法,得到适合于削帮减载治理工程的爆破方案及满足到界边坡稳定成型的预裂爆破方案的参数范围,并验证了考虑高程的振速预测公式在本工程的适用性.     

大冶铁矿东露天高陡边坡爆破震动监测

在高陡边坡上爆破开采挂帮矿，为确保边坡的安全，需对爆破引起的震动进行安全监测。基于大冶铁矿2^＃挂帮矿开采的实际，设计爆破震动监测方案，并通过现场监测开采过程中的爆破震动的大小，利用监测结果的反馈信息来控制爆破规模，确保高陡边坡的稳定，为矿体的顺利开采提供科学依据。     

岩石巷道周边双向聚能定向断裂控爆技术

传统光面爆破法受原理本身的局限应用效果不佳。针对这一情况,基于聚能爆破原理,采用ANSYS/LS-DYNA软件对无限岩体中的柱形药包爆破进行数值模拟。根据爆破特性,选取塑性炸药,采用高能炸药燃烧模型、Johnson-Cook塑性材料模型及切缝聚能爆破的定向断裂爆破方式。结果表明:聚能爆破比传统光面爆破形成的岩石裂缝长,裂纹增长率为91%～117%。根据东保卫煤矿地质条件,将PVC聚能被筒作为双向聚能爆破装置,确定技术参数。工业实验结果证明,双向聚能定向爆破有效提高了岩石巷道成型质量及巷道掘进速度,经济效益良好,具有推广应用价值。     

聚能爆破在大直径硬岩钻进中的应用及影响因素

通过对大直径硬岩钻进常用钻进方法优缺点的分析，结合对聚能爆破原理和影响因素的探讨，提出了大直径硬岩钻进中采用聚能爆破和普通钻进方法相结合的复合钻进工艺，指出聚能爆破在大直径硬岩钻进中具有广阔的应用前景。     

特种爆破技术及应用

科学技术的发展催生了许多新的爆破技术。研究分析了聚能爆破，爆炸加工、爆炸合成新材料，微型爆破技术．裂解爆破、爆炸法灭火等特种爆破技术的原理，介绍了其在社会经济建设及生活领域的实际应用，可为相关镊域的学者提供有益的参考。     

逐孔起爆技术在南帮滑体工程中的应用

南帮是朱矿采场中深部开采铁路运输的咽喉部位，由于南帮地质结构的复杂性，造成南帮边坡稳定性较差。南帮部位1285m水平在中深孔爆破时由于爆破地震波的作用，诱发了南帮边坡失稳而产生了一次大的滑体，该滑体严重影响了朱矿采场的正常生产。由于爆破震动对保护边坡的稳定性具有重要作用，因此，在南帮滑体的治理施工过程中，运用了先进的爆破技术一逐孔起爆技术。经过爆破实践，该技术在南帮爆破中具有明显的优越性，可在生产中使用。     

高陡边坡整体与局部失稳的强度折减及安全度判别分析

为了实现从整体和局部都能较为准确地分析弧状高陡边坡安全稳定性,指导露天采矿高陡边坡设计,采用有限差分强度折减法分析边坡稳定性,获得边坡整体的安全系数。对每个计算单元引入安全度进行分析,获得边坡局部安全系数;将最大节点位移时步曲线收敛性作为边坡失稳的判定准则,弥补了采用其他准则时由于人为指定容差而引起的较大误差;以某铁矿西南边坡为例,运用FISH语言编制强度折减法、失稳准则和安全度相关程序进行计算。研究表明:有限差分强度折减法、基于最大节点位移时步曲线收敛性的失稳准则和计算单元安全度相结合的边坡稳定性分析方法适合于弧状边坡稳定性分析,研究为弧状高陡边坡设计提出了新的思路。     

单段爆破震动的动态响应分析

利用反应谱理论对单段爆破的地震效应进行研究。根据单自由度体系反应谱理论,采用计算量少、精确度高的三角插值解析公式法取代常用的分段线性插值法进行反应谱数值计算;结合工程爆破地震实测资料,对不同爆炸参量下产生的单段爆破震动信号进行反应谱分析,探讨爆炸参量对爆破震动反应谱的影响。研究结果表明,单段爆破产生的震动其频率成分相对简单;单段爆破震动的动态响应特征与爆炸参量有着密切的关系,特别是最大段药量对其影响最大。该方法可用于研究爆破地震效应特别是爆破震动危害控制和预测。     

隧洞爆破开挖对岩质高边坡产生的振动效应研究

针对金佛山水利工程中水工隧洞爆破对左岸岩质高边坡的不利影响,采用有限元数值模拟手段,研究了隧洞爆破对边坡的振动效应,探讨了振动波的传播及分布规律,查明了边坡内部裂隙对振动波传播的影响,根据应力和振速之间的相关性,提出了该边坡的爆破振速的参考安全阀值。结果表明：金佛山水工隧洞爆破开挖对左岸岩质高边坡的振动影响较小,振速峰值未超过规范所规定阀值;由于隧洞爆破和边坡开挖爆破对边坡的坡面振动效应以及传播方向不同,导致爆破振动波通过边坡内部裂隙的传播规律也不同;根据边坡平台内外侧质点的速度分布,借鉴小湾水电站边坡工程,选取平台内侧岩体作为监测部位,根据应力和振速之间的统计规律,得到了左岸岩质高边坡的爆破振速参考安全阀值。     

对边坡工程安全系数的思考

长期以来,安全系数在边坡工程稳定性分析中占有重要地位,随着工程实践的增多,边坡工程所遇到的问题也越趋复杂,以及有关理论和技术不断发展和人们的认识能力不断提高,人们逐渐认识到安全系数作为边坡稳定性评价指标的局限性.可靠性理论的兴起和发展,为边坡工程提供了更合理、更可靠的评价方法.本文从理论上对安全系数的局限性作了评述,指出以安全系数评价边坡的缺陷及其后果.并就边坡安全度及其方法、应用现状进行了初步分析,以期对建立边坡安全度评价体制有所裨益.     

地震力对边坡可靠度的影响

地震动作用是影响边坡可靠度分析的重要因素。利用Karhunen-Loève(K-L)展开方法生成土体黏聚力的随机场,采用简化Bishop法计算不同地震力作用下的边坡安全系数,通过Monte Carlo模拟计算地震动作用下边坡的失效概率,分析地震力对边坡稳定性的影响规律。研究结果表明：地震力对边坡稳定性有很大影响。随着水平拟静力系数K_h增大,安全系数F_s逐渐减小,失效概率P_F逐渐增大;地震动作用下,边坡的失效概率随黏聚力变异系数和相关长度的增大而增大。     

考虑渗流和地震时的砂土边坡稳定性计算

基于极限平衡理论,以砂土边坡为研究对象,推导了渗流和地震存在时拟静力法和拟动力法边坡安全系数的计算表达式。通过程序求解,与已有算例对比表明,计算结果基本一致,验证了2种方法解析式的合理性。参数分析表明,水位越高,边坡失稳越严重,水力梯度与安全系数基本为线性关系。渗流方向向下时,稳定性随水力梯度的增加而增大;渗流方向向上时,变化规律相反。水平地震加速度系数对稳定性的影响剧烈,竖向地震加速度系数对稳定性影响较小,简化计算可以忽略不计。最终得出拟静力法的解析式,简单、实用,而拟动力法则可以更为全面地考察砂土边坡稳定性随时间变化的特点。     

基于反应谱分析的边坡动力响应与地震稳定性数值模拟

针对地震作用下的边坡稳定性分析,基于反应谱理论,提出了一种同时考虑了地震动力特性的反应谱法动态分析方法。该方法通过震动峰值加速度和边坡各岩土体单元的节点地震响应加速度谱值,计算出单元的地震影响系数,进而进行强度折减,得到滑动面的安全系数。在此基础上,对某边坡进行了动力稳定性分析,首先采用ANSYS分析地震作用下的边坡模态和反应谱,结合FLAC~(3D)计算弹塑性变形下的边坡稳定性,得出不同工况下边坡稳定性安全系数。实践表明,反应谱法动态分析对地震作用下边坡稳定性具有较好的理论与应用价值。     

高陡边坡滑坡的潜在影响因素分析及安全评价

针对厂坝露天矿高陡边坡滑坡的可能性和影响因素的不确定性,根据现场调查资料及监测数据,首先分析了影响边坡滑坡的五个潜在影响因素,并通过正交实验找出了关键影响因素,分析了影响滑坡的关键作用路径;然后进行回归分析,获得了影响因素与位移矢量间的拟合函数,并在极限状态下数值计算得出一系列岩体强度参数及其对应的位移和安全系数.最终获得了岩体参数和位移矢量之间以及安全系数和位移矢量之间的拟合函数.研究表明,该边坡安全系数在1左右,处于较不稳定状态,应加强监测.     

高填土边坡中双排桩扶壁式挡墙设计方法研究

双排桩扶壁挡土墙是高填土边坡的一种新型支挡结构,由于能较好控制边坡变形大和解决施工安全较差的问题而得到了推广应用.但是,这种支挡结构用于高填土边坡支护的设计计算较为复杂,且没有统一的计算方法,对指导设计带来一定的困难.文章根据高填土边坡双排桩扶壁挡土墙的受力特点,提出了一种基于模型试验和工程实测平面刚架模型的简便设计计算方法.将这种方法应用于某法院建筑填方高边坡治理方案设计,并对设计边坡的最危险工况利用有限元行了数值分析,模拟结果与设计方法计算结果吻合较好.边坡自施工开始进行了连续位移监测,竣工完成近一年半后水平位移最大值为21.3 mm.通过该工程实施结果表明,文章提出的设计计算方法方便可靠,对后续类似边坡工程设计具有一定的借鉴意义.