爆破动荷载对深部岩体稳定性影响研究-论文网

　　爆破动荷载对深部岩体稳定性影响研究
　　凌祥
　　（天元建设集团有限公司山东临沂276000）
　　摘要：爆破震动效应对周围设施和人员构成安全上的隐患，已引起人们的高度重视，其危害己成为国民经济建设中一个重要的环保问题，爆破震动危害控制一直是国内外爆破安全技术的重大研究课题。
　　关键词：爆破；安全；环保；灾害
　　随着国民经济的逢勃发展，地下空间开挖的深度越来越深，我国相继进入深部开采。特别是水利水电和铁路交通部门面临着我国西部多为高山峻岭的局面，正在进行和将要进行大量的地下工程开挖工作。由于深部岩体受到各种荷载作用、岩体介质作用本身的复杂性、认知的不确定性和表现出一系列新的岩体地质力学特征，致使深部岩体的变形机理、破坏规模和强度特征难于用传统的理论加以合理的解释，引起了国内外学者的极大关注，成为近几年来该领域的研究热点。
　　爆破震动效应对周围设施和人员构成安全上的隐患，已引起人们的高度重视，其危害己成为国民经济建设中一个重要的环保问题，爆破震动危害控制一直是国内外爆破安全技术的重大研究课题。世界各国众多研究者开展了这方面的研究，如Duvalland.WI与Fogelson.D.E等分别对爆破地震波的传播规律、影响震动强度的因素以及爆破震动破坏判据进行了研究，并制定了一系列不同建筑物的破坏标准。自上世纪50年代末开始，中国科学院地球物理研究所谢毓熹等人在不同岩石和地质条件下进行爆破震动的观测试验，并于1962年提出了计算爆破地震波传播速度的经验公式，以及不同建筑物的破坏标准。随后，国内众多院校相继开展了爆破震动效应的研究爆破震动效应主要研究爆破时受震介质的运动规律及其震动强度对结构体的影响。纵观过去，各国学者从多方面对爆破震动效应进行了艰苦而顽强的研究，取得了一些理论与工程应用成果。然而，由于爆破地震波本身的瞬时性、复杂性以及爆破介质和赋存条件的多变性，导致爆破震动的随机性很大。因此，时至今日，即使是爆破地震波的传播规律这样简单而又复杂的问题亦尚未得到完整的认识，许多问题待解决和完善。
　　部分研究者从力学分析入手来研究爆破振动对结构物产生的影响。在爆破振动对岩体的动力稳定影响研究方面，许多单位都做过较深入的研究工作，“八.五”国家重点科技攻关中，武汉大学的舒大强教授等采用反应谱方法，探讨了岩坡的动力特性和岩质边坡爆破振动加速度的分布规律及其折减系数等问题，提出了一套计算岩体爆破振动加速度分布的近似方法；鲍亦兴、毛昭宙[76]用波函数展开法、积分方程方法和积分变换方法，给出了理论结果的表达式；钱七虎、王明洋[77]等结合实际的地质特点，根据断层与节理裂隙带的几何关系，考虑界面处的应力连续等边界条件，对于贯穿平面闭裂隙分析并探讨了应力波通过节理裂隙带的衰减规律等等。虽然解析法能给出较准确的结果，但数学处理上的困难制约了它的适用范围，目前理论分析只能解决介质、结构线弹性边界条件较简单的情形，要分析更为复杂的实际问题，主要借助于实验和数值计算方法。
　　随着计算机的发展日趋完善，数值计算在动力计算领域取得了很大的发展，其在流体弹塑性计算和爆炸模拟中获得成功应用，近年来，国内在这方面的研究工作，发展很快，取得了一大批成果。
　　杨升田等运用动力有限元法分析了不同波形爆炸荷载作用下岩洞的动力反应。Kokayshi和Nishimura运用边界元方法计算了冲击波作用下，任意形状截面地下洞室的瞬态特性。李铮等运用动力有限元法对爆炸应力波作用下岩洞的动力稳定性问题进行了一系列的研究。阳生权用ADINA软件模拟了小线间距施工隧道爆破地震影响下既有隧道围岩的动态响应问题，分析了开挖洞室本身、邻近既有洞室以及相邻两洞室之间岩体的应力和振速分布状况