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隧道光面爆破参数的数值模拟与优化
| 论文题名： | 隧道光面爆破参数的数值模拟与优化 |
| 关键词： | 隧道施工;光面爆破;岩体破碎机理;成缝机理;数值模拟 |
| 摘要： | 光面爆破相对于其他爆破技术要求更高，不仅要求爆破面轮廓光滑平整，而且要求爆后尽量不影响围岩的稳定性。不仅如此，光面爆破还可以更加高效、安全、经济的应用于现场工程中。光面爆破能否达到理想的效果，取决于参数选取的合理性。其中，炮孔间距、光爆层厚度、不耦合系数、延迟时间等影响很大，本文将针对这些参数展开研究。 主要研究内容与研究结论如下： （1）通过对岩体破碎机理和光面爆破成缝机理等理论知识的学习，根据经验公式确定光爆层厚度取值范围，为后续数值模拟提供理论基础。 （2）根据理论分析在其他参数一定的情况下，确定光爆层厚W取400mm、500mm、600mm，不耦合系数k取1.25、1.43、1.54、1.67、1.82、2.00、2.22、2.50，炮孔间距a在300mm~650mm中取合适值，共计96组计算模型； （3）建立延迟时间为0.5ms，1ms，2ms，3ms，4ms，5ms，不耦合系数k取1.25、1.43、1.54，炮孔间距为300mm，400mm，500mm共计54组计算模型。 （4）通过对数值模拟得出数据的整理和分析，利用Origin软件拟合得到在其他参数一定的情况下，炮孔间距a（mm）与光爆层厚度W（mm）、不耦合系数k的关系式为a=-807.43+5.19W+174.18k-0.003W2+11.04k-1.02Wk。当给定不耦合系数k和光爆层厚度W时得出的炮孔间距为最大值，超过此值则不能达到光面爆破的效果。 （5）通过对数值模拟得出数据的整理和分析，炮孔间距a（mm）与最大延迟时间t（ms）的关系式为a=1788.69-966.24t+155.65t2。炮孔间距a已知，计算得出的最大延迟时间t为可允许的最大值。 对堡镇隧道进行试验并分析，几组试验爆破效果与计算机模拟结果基本一致，验证了计算机模拟的准确性和可靠性，同时也说明拟合出的炮孔间距和光爆层厚度、不耦合系数之间的关系式以及炮孔间距与最大延迟时间之间的关系式具有一定的可行性。 |
| 作者： | 王东旺 |
| 专业： | 矿业工程 |
| 导师： | 袁绍国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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