国家自然科学基金(51179138)
- 作品数：13 被引量：143H指数：7
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- 相关机构：武汉大学中国长江三峡集团公司湖北城市建设职业技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：水利工程建筑科学天文地球矿业工程更多>>
- 岩石爆破损伤模型的比选与改进被引量：30
- 2012年
- 归纳了目前应用较为广泛的爆破损伤模型关于损伤变量的定义方法,基于FORTRAN与LS-DYNA自定义接口,将5种典型的爆破损伤模型成功导入LS-DYNA。根据具体的工程实例,对5种爆破损伤模型计算的精确性进行了对比计算和验证。结果表明,KUS模型与RFPA模型对应的结果与实测值更接近。选取计算结果较为准确的KUS模型进行改进,考虑压缩损伤,并修正了宏观弹性常数的确定方法,建立了拉压损伤模型,并对该模型的计算精确性进行验证,结果表明,该拉压损伤模型可以更好地定量描述岩体爆破损伤范围。
- 胡英国卢文波陈明严鹏周创兵
- 不同开挖方式下深部岩体应变能的释放机制被引量：6
- 2015年
- 深部岩体开挖过程中,围岩应变能的释放是岩体破坏的诱因之一,而不同开挖方式下应变能的释放机制存在较大差异。通过理论分析,探讨了钻爆法和TBM开挖条件下应变能释放规律,并结合锦屏二级水电站实测深埋隧洞开挖引起的围岩振动的组成分析,讨论了不同开挖方式下的应变能释放机制。研究表明:高地应力下爆破开挖过程岩体所储存的应变能伴随爆破破岩过程高速释放,诱发围岩振动,此时实测振动由爆炸荷载诱发振动和应变能瞬态释放诱发振动二者组成;而TBM开挖条件下,岩体内应变能缓慢释放,不会引起围岩动力响应,实测振动主要是滚刀在机械力作用下破岩或液压加载装置的振动引起的。而应变能不同的释放机制将导致岩体出现不同形式和程度的破坏,且现场对两种方式下围岩损伤及应变型岩爆的监测也证实这个结论。
- 严鹏谢良涛范勇卢文波陈明周创兵
- 关键词：振动岩爆
- 岩爆动力学机理及其控制研究进展被引量：13
- 2018年
- 岩爆是深埋隧洞开挖过程中发生的一种强烈的、具有破坏性和危险性的工程地质灾害.随着中国经济的快速发展,在水电、交通等领域遇到的深埋隧洞开挖问题越来越多,岩爆的影响日益显著.从动力扰动对岩爆孕育的影响、岩爆能量释放及耗散等2方面对岩爆的动力学机理进行了梳理;从室内动力试验、现场模拟试验、数值实验等3个方面总结了国内外的岩爆动力学试验;从微震监测、岩爆诱发振动的特性等2个方面归纳了岩爆动力效应监测与预报;提出应力解除爆破、控制应变能释放率、控制开挖动力扰动、柔性支护等4类基于岩爆动力机制的岩爆防治措施.并对岩爆过程的能量分配与控制、现场岩爆试验及岩爆预测进行了讨论与展望.
- 严鹏陈拓卢文波谢良涛
- 关键词：岩爆动力机制
- 基于爆破振动监测的岩石边坡开挖损伤区预测被引量：33
- 2016年
- 通过对白鹤滩水电站左岸834.0～770.0 m高程坝肩槽边坡爆破开挖振动监测和爆破损伤的声波检测,分析第一～六梯段的振动衰减规律,并通过回归分析建立不同爆心距处质点峰值振动速度与损伤深度的关系,并利用此关系和爆破振动监测结果对第七梯段的损伤深度进行预测。结果表明,当边坡岩性较为均一,且坡体上无较大结构面发育时,在一定距离处边坡预裂爆破振动峰值与保留岩体的损伤深度之间的相关性良好;采用预裂爆破振动衰减规律与保留岩体损伤深度之间的关系预测下一梯段损伤范围的方法简便可行,可大大降低大面积边坡损伤声波检测的工程量。考虑到地质条件、开挖造成的地貌改变等因素,为进一步提高预测精度,需要增加其它因素作为回归要素,或者增加部分关键部位的声波检测,对预测结果进行修正补充。
- 严鹏邹玉君卢文波胡英国冷振东张玉柱刘亮胡浩然陈明王高辉
- 关键词：边坡工程
- 地应力瞬态卸载诱发振动的能量分布特性被引量：9
- 2016年
- 高地应力条件下隧洞爆破开挖中,岩体初始应力的瞬态卸载诱发的振动是岩体爆破开挖振动的重要组成部分。为揭示地应力瞬态卸载诱发振动能量特征及其对爆破开挖振动能量分布的影响,采用基于功率谱的振动能量分析方法,研究爆炸荷载和不同水平地应力瞬态卸载诱发的振动能量频域分布特征。研究表明:爆炸荷载与地应力瞬态卸载诱发振动的能量频域分布范围基本一致,但瞬态卸载诱发振动主频一般低于爆炸荷载诱发振动主频;地应力瞬态卸载诱发振动会增加爆破振动能量的低频成分,是影响爆破开挖振动能量分布特性的重要因素;地应力水平的提高会增大地应力瞬态卸载诱发振动的幅值,对能量的频域分布无影响。
- 赵振国严鹏卢文波陈明周创兵
- 关键词：岩石力学深部岩体爆破振动功率谱
- 白鹤滩水电站坝肩边坡爆破振动对周边民房影响评价及控制被引量：17
- 2018年
- 爆破振动对周边民房的影响评价及控制对保证工程顺利实施和减少纠纷具有重要意义。通过对白鹤滩水电站右岸坝肩以上边坡开挖线附近民房的调查及分类,制定了监测方案;基于房屋爆破振动破坏机理和国内外的爆破振动控制标准,推荐了本工程的安全控制标准;通过长期跟踪监测,对爆破振动的影响范围及程度进行了分区,分析了不同类型房屋的振动响应,并给出了相应的振动控制措施。研究表明,可将比例距离小于90 m/kg1/3的范围定义为严重影响区,而90~150 m/kg1/3的范围定义为一般影响区,大于150 m/kg1/3的范围定义为轻微影响区。通过对振动能量的分析,建议适当控制爆破规模以降低房屋开裂风险;适当增大预裂爆破装药线密度以提高预裂爆破效果,同时严格控制最大单响药量是控制边坡爆破开挖振动对周边民房影响的最为直接有效的措施。
- 邹玉君严鹏刘琳周天刚卢文波陈明
- 关键词：白鹤滩水电站坝肩边坡爆破振动
- 基于爆破振动的岩质边坡损伤神经网络预测被引量：1
- 2016年
- 岩石高边坡的爆破开挖会对保留岩体造成损伤,岩体损伤过大可能导致边坡失稳,需严格控制并准确确定开挖损伤深度,因此,提出一种快速精确的损伤深度预测方法.以白鹤滩水电站左岸834.0-770.0m高程坝肩槽边坡爆破开挖为背景,利用六个开挖梯段的多高程、多爆心距爆破振动监测及损伤深度声波检测的数据,建立基于振动峰值的爆破损伤深度BP神经网络预测模型,对高边坡爆破损伤深度进行实时预测.该方法利用不同部位及不同爆心处的质点峰值振动峰值作为主回归变量,同时还考虑最大单响药量和岩体强度的影响.结果表明,当开挖区域坡体岩性相似且无长大软弱结构面发育时,运用神经网络模型及多高程实测爆破振动预测本梯段爆破损伤深度的方法简便可行,预测精度可满足实际工程需求.作为传统爆破损伤声波检测的补充,可大大减轻现场声波测试工作量.
- 邹玉君严鹏卢文波陈明王高辉
- 关键词：岩石高边坡爆破振动BP神经网络
- 深埋隧洞爆破开挖荷载诱发围岩损伤特性
- 深埋隧洞爆破开挖荷载构成复杂,对围岩损伤区的孕育发展具有重要影响。利用颗粒流程序(PFC)软件,讨论了不同初始地应力状态下爆炸荷载及地应力瞬态卸载所分别诱发围岩损伤的特性,并通过锦屏2级水电站引水隧洞爆破开挖损伤区检测数...
- 严鹏李涛卢文波陈明周创兵
- 关键词：深埋隧洞爆破开挖瞬态卸荷
- 文献传递
- 高应力取芯卸荷损伤及其对岩石强度的影响被引量：9
- 2013年
- 合理准确地获得深部岩石的强度对岩爆等动力地质灾害的预报和防治具有重要意义。针对高应力条件下钻孔取样过程造成的应力卸载对岩样的损伤问题,通过现场取样、数值模拟和室内试验等方法,比较不同应力水平下钻孔取样的损伤范围及程度。数值模拟和现场所取岩芯的饼化现象证实,所设计的应力解除取样方案切实有效,可有效降低取样区域的应力水平(约30%),可在同一地点取得不同应力水平的岩样;CT扫描结果表明,在锦屏二级水电站1 900 m深条件下常规岩石取样导致的卸荷损伤范围可能超过岩样横截面的50%。低应力取样方案所获得的大直径岩样通过套钻取得中心标准样的平均强度要比常规取样条件提高5%～15%,平均约8%,表明卸荷损伤对岩样强度的影响不容忽视;另外,前者单轴压缩时加载初期的声发射事件数明显少于后者,这表明即便是经过套钻,也不能完全消除取样损伤的影响,与CT扫描的结果相符。
- 严鹏卢文波陈明李涛李涛
- 关键词：岩石力学CT扫描
- 深埋隧洞爆破开挖荷载诱发围岩损伤特性被引量：15
- 2013年
- 深埋隧洞爆破开挖荷载构成复杂,对围岩损伤区的孕育发展具有重要影响。利用颗粒流程序(PFC)软件,讨论了不同初始地应力状态下爆炸荷载及地应力瞬态卸载所分别诱发围岩损伤的特性,并通过锦屏2级水电站引水隧洞爆破开挖损伤区检测数据对数值模拟的结果进行了验证。研究表明,爆炸荷载和地应力瞬态卸载所诱发的围岩损伤程度和范围均随地应力量级的提高而显著增大;爆炸荷载作用条件下损伤区的分布有随着侧压力系数的增大而向应力集中区发展的趋势,而地应力瞬态卸荷所产生的围岩破坏以受拉破坏为主,表层损伤区沿开挖呈轮廓均匀分布的趋势;在相同的初始地应力状态下,爆炸荷载和地应力瞬态卸荷所分别诱发的围岩损伤区深度均明显小于实测值,考虑二者的耦合效应后,计算值与实测值基本吻合。这说明这两种荷载是高应力条件下爆破开挖荷载的主要成分,但二者耦合作用对围岩的损伤大于它们单独作用效应的线性叠加。
- 严鹏李涛李涛卢文波陈明
- 关键词：深埋隧洞爆破开挖瞬态卸荷
