巖石動力學講稿--巖體結(jié)構(gòu)動力效應

1、 巖石爆破損傷的質(zhì)點峰值震動速度臨界值巖石爆破損傷的質(zhì)點峰值震動速度臨界值 (Bauer 和和Calder6)質(zhì)點峰值震動速度質(zhì)點峰值震動速度(cm/s) 巖體損傷效果254完整巖石不會致裂發(fā)生輕微的拉伸層裂嚴重的拉伸裂縫及一些徑向裂縫產(chǎn)生巖體完全破碎表表2 巖石爆破損傷的質(zhì)點峰值震動速度臨界值巖石爆破損傷的質(zhì)點峰值震動速度臨界值 (Mojitabai和和Beatti)巖石類型巖石類型 單軸壓縮單軸壓縮 RQD(%)強度強度(Mpa)質(zhì)點峰值震動速度質(zhì)點峰值震動速度(cm/s)微損傷區(qū)微損傷區(qū) 中等損傷區(qū)中等損傷區(qū) 嚴重損傷區(qū)嚴重損傷區(qū)軟片麻巖14-302013-15.515.5-35.535

2、.5硬硬片麻巖片麻巖495023-3535-6060Shultze 花花崗巖崗巖30-554031-4747-170170斑晶花崗巖30-854044-77.5775-12401240表表3 巖石爆破損傷的質(zhì)點峰值震動速度臨界值巖石爆破損傷的質(zhì)點峰值震動速度臨界值 （Savely）巖體損傷表現(xiàn) 損傷程度 質(zhì)點峰值震動速度(cm/s) 斑巖 頁巖 石英質(zhì)中長巖1 臺階面松動巖塊的偶而掉落 沒有損傷 127 51 6352 臺階面松動巖塊的部分掉落（若未 可能有損傷 爆破該松動巖塊可保持原有狀態(tài)） 但可接收 381 254 12703 部分臺階面松動、崩落，臺階 較輕的爆破損傷 635 381 1

3、905 面上產(chǎn)生一些裂縫4 臺階底部的后沖向破壞、頂部巖體 的破裂，臺階面嚴重破碎，臺階面上 爆破損傷 635 381 1905 可見裂縫的大范圍延伸，臺階坡腳爆 破漏斗的產(chǎn)生等。 *斑巖：為堅硬、脆性及嚴重裂隙巖體； 預裂爆破:I1-I7-I6.I3-I2; 光面爆破:I7-I6.I3-I2-I1爆源在潛在滑體上部：支護未施加爆源在潛在滑體下部： 計入錨固力爆源在潛在滑體外，爆破振動可能引起滑體的動力失穩(wěn)爆源在潛在滑體內(nèi)，爆破力為內(nèi)力，不會出現(xiàn)爆破動力失穩(wěn)問題(a) 存在兩組正交節(jié)理存在兩組正交節(jié)理(b) 存在順坡節(jié)理面存在順坡節(jié)理面(c) 存在反坡節(jié)理面存在反坡節(jié)理面2h()luEglf2

4、1122hhlEgfE 不同卸載條件下巖體變形比較不同卸載條件下巖體變形比較2hh()2(tan)gflE g f 結(jié)論：結(jié)論： 巖體初始應力場的瞬態(tài)卸載理論能較好解釋不同巖體初始應力場的瞬態(tài)卸載理論能較好解釋不同 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面條件下巖體開挖過程的動態(tài)松動機理。面條件下巖體開挖過程的動態(tài)松動機理。(a) 鄰近的尾水洞圖圖8 震動監(jiān)測測點的布置震動監(jiān)測測點的布置(b) 鄰近的引水洞鄰近的引水洞(a) 鄰近的尾水洞鄰近的尾水洞巖體初始應力的線性瞬態(tài)卸荷過程巖體初始應力的線性瞬態(tài)卸荷過程爆破震動和開挖瞬態(tài)卸荷爆破震動和開挖瞬態(tài)卸荷 誘發(fā)振動的對比誘發(fā)振動的對比爆破荷載爆破荷載(a) 6# 測點實測震動

5、曲線測點實測震動曲線 (b) 5# 測點實測震動曲線測點實測震動曲線BL爆破震動；爆破震動；IN瞬態(tài)卸荷誘發(fā)震動；瞬態(tài)卸荷誘發(fā)震動；MS1MS15雷管段別雷管段別圖圖10 尾水洞內(nèi)的實測圍巖震動時程曲線尾水洞內(nèi)的實測圍巖震動時程曲線實測振動波形中不同性質(zhì)波形到達的時間差實測振動波形中不同性質(zhì)波形到達的時間差測點部位測點部位測點號測點號爆心距爆心距(m)剪切波滯后理論剪切波滯后理論時間差時間差(ms)實測時間差實測時間差(ms)ts-tpt1t2t2-t1引水隧洞引水隧洞6#233.54.071772811尾水隧洞尾水隧洞6#659.911.246049030圖圖11 引水洞內(nèi)的實測圍巖震動時程

6、曲線引水洞內(nèi)的實測圍巖震動時程曲線圖圖9 上導洞開挖爆破設計上導洞開挖爆破設計實測爆破震動和開挖荷載瞬態(tài)卸荷誘發(fā)震動的對比實測爆破震動和開挖荷載瞬態(tài)卸荷誘發(fā)震動的對比區(qū)域區(qū)域炮孔類型炮孔類型雷管段別雷管段別爆炸荷載爆炸荷載(BL)/MPa開挖荷載開挖荷載(IS) /MPa計算荷載計算荷載比值比值(BL/IS)實測震動比值實測震動比值(BL/IS)尾水尾水隧洞隧洞掏槽孔掏槽孔MS121.220.01.10.94崩落孔崩落孔MS314.211.01.31.1崩落孔崩落孔MS714.211.01.30.94光面爆破光面爆破孔孔MS154.14.01.00.75引水引水隧洞隧洞掏槽孔掏槽孔MS121.210.02.11.8崩落孔崩落孔MS324.1