爆破振动对巷道围岩支护结构影响的研究

爆破振动对巷道围岩支护结构影响的研究钻爆法仍然是巷道掘进中的主要破岩方法,在掘进过程中为保证巷道的稳定性,必须要对巷道围岩进行支护,支护结构一般为锚喷。

爆炸应力波和爆破振动效应会对混凝土喷层产生不利影响,因此,研究爆破动载荷作用下混凝土喷层的动态力学性能具有重要的理论意义和工程实际意义。

依托国家自然科学基金项目《煤矿深井软岩巷道爆破地震危害及控制研究》(编号：51274009)。

论文以混凝土损伤模型和爆破振动理论为基础,在理论上建立喷射混凝土损伤模型,运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析方法,分析巷道掘进爆破振动下的喷射混凝土的应力变化和造成喷层损伤破坏机理。

根据应力波理论,分别分析了冲击波、应力波和地震波在介质中的传播规律,着重分析了应力波在混凝土中的传播与衰减规律。

对应力波在混凝土与岩石结合面的反射与透射进行了研究。

比较分析了混凝土在冲击载荷作用的损伤本构模型,将粘弹塑性模型作为本文采用的模型。

对龄期1天的混凝土进行有限元分析表明,距离爆源越近,混凝土喷层质点振动速度越大,混凝土越容易破坏。

通过分析不同龄期混凝土喷层在爆破作用下的变形情况得出,不同龄期混凝土喷层应力波的作用下破坏程度和破坏范围不同,龄期越长的混凝土喷层在应力波作用下变形程度越小,影响的范围和所受的破坏也越小。

现场对爆破振动进行监测与分析的结论与模拟的结果相似。