2023年《安全技术》之爆炸冲击载荷作用下岩体力学特性的演化研究.docx

爆炸冲击载荷作用下岩体力学特性的演化研究 1引言 在采矿、道路和水电建设等许多土建工程的施工过程中，在很多情况下需要采用爆破的方法对土石方进行大量开挖。大量的炸药在爆炸时会释放出极大的能量，这样的冲击载荷在破坏确定范围岩土介质的同时，对邻近的岩体也会产生强烈扰动。这种强冲击扰动对不同位置的围岩会产生一定程度的影响，这些问题的研究对于爆破参数的合理设计、围岩的有效加固和高边坡工程的稳定支护设计等都具有重要的理论和实际指导意义。 2、模型试验研究 为了从实验上进行研究，获得爆炸冲击载荷对岩体力学特性所造成的影响，实验采用预制水泥砂浆试块模型爆炸加载的方式进行，水泥砂浆试块的具体尺寸为600×mm×500mm×300mm。实验在每个试块的上部预留直径为20mm的炮孔，炮孔距离前面自由面为100mm。实验中所采用的装药结构为偶合装药，装药量为5g，采用8#雷管起爆。实验中对模型试块的爆前和爆距离源100mm、250mm、400mm、处利用Ф50mm的取芯机进行取芯。图1为试验模型的尺寸以及炮孔布置图。 图1模型试验尺寸以及炮孔布置图 2.1 超声波传播速度的演化 岩体中弱性波波速的变化能够反映岩体物理力学性质以及动态力学性质的变化，波速值的变化被广泛地用于确定的岩体内部所产生的损伤或缺陷。本次实验对所取爆前以及爆后的芯样进行了超声波检测。 （1）沿芯样轴向波速的变化。对1~4号试件的测试采用平头换能器对芯样进行超声波检测的典型结果，如表1。 表1 2、4号试件的强度及超声波检测结果 见 试件名称比例距L：R抗压强度/MPa强度衰减幅度/%波速/m·s-1首波幅度/dB波度衰减幅度/%2号爆前10.30-2849115.21-2号106.7534.52646116.717.132号258.3419.02710118.304.882号409.2410.32765112.232.954号爆前9.85-2681115.26-4号105.9639.552316102.3413.614号258.92