文档名：周边眼偏位空孔爆破设计优化研究与应用
摘要：依据已有研究对空孔效应和设置空孔时裂纹扩展规律进行探讨,发现空孔有利于裂纹贯通,对提升爆破效果有一定帮助,但也发现传统的直线型空孔布置会导致裂纹偏向,即在空孔附近转向、偏离原发展路径,影响原设计开挖轮廓.若设置偏位空孔,则可充分利用空孔效应及导向作用以提高开挖质量.对于偏位空孔在爆破中的效应,采用数值模拟研究了不同炮孔间距、空孔偏位角下的裂纹扩展规律和炮孔间贯通情况,探讨了最优偏位角度设计,并根据模拟结果对现场爆破方案进行优化,研究实际应用效果.研究结果表明:偏位空孔对爆生裂纹具有较直线空孔更明显的导向作用,主要表现在爆生裂纹尖端向空孔本身发展或被空孔裂纹引导偏向、最终主裂纹与空孔连通或在空孔范围之外主裂纹相贯通,更利于炮孔主裂纹扩展与贯通;通过提取模拟结果并测量裂纹范围,对于孔间距在60cm及以下时,适用于周边眼爆破设计的最优偏位角为15°,在此情况下炮孔连线方向形成了与孔心连线相平行的裂纹,能显著提升贯通效果;对于优化后的福厦铁路某隧道爆破施工方案,通过振速监测及超欠挖断面扫描分析,发现周边眼起爆引起的爆破振速降低了超过50%,超欠挖值也由平均25cm降低至15cm以内,整体应用效果良好.该项研究可为隧道爆破减振及超欠挖控制研究提供一定参考.
Abstract：Basedonexistingresearch,theeffectsoftheemptyholeeffectandthelawofcrackpropagationwhenemptyholesaresetwereinvestigatedanddiscussed.Ithasbeenfoundthatemptyholeisbeneficialforcrackpenetrationandtheimprovementofblastingquality.However,thedrawbackthatthetraditionallineararrangementwouldleadtocracksdeflectionwasalsofound,whichmeanscrackstendtodeviatefromtheoriginalpathnearanemptyhole.Theemptyholeeffectandguidingeffectcouldbefullyutilizedtoimproveexcavationqualityifoffsetemptyholesareset.Fortheeffectofoffsetholesinblasting,thenumericalsimulationwasadoptedtoexplorethecrackpropagationlawandthepenetrationunderdifferentholespacingandoffsetangles,andtheoptimaloffsetanglewerediscussed.Accordingtothesimulatingresult,theschemewasoptimizedandappliedtoon-siteblasting.Resultsshowthattheoffsetholehasamoreobviousguidingeffectonblastingcracksthanthestraighthole,whichcanbeobservedfromfollowingfeatures:blastingcracksgotowardstheemptyholedirectlyorareguidedtochangetheoriginalroute,andfinallythemaincracksconnecttotheemptyholeorcommunicatewiththeotheroutsidetheemptyhole.Comparedwiththetraditionalstraighthole,theoffsetholeismoreconducivetotheexpansionandpenetrationofthemaincrack;Whentheholespacingis60cmorless,theoptimaloffsetangleforperipheralblastingdesignis15°.Inthiscase,thedirectionoftheblastholelineformsacrackparalleltothelineoftheholecenter,whichcansignificantlyimprovethepenetration;Accordingtotheresults,theblastingparametersofonetunnelontheFuzhou-XiamenRailwaywereoptimized.Bycomparingtheblastingvibrationvelocitybeforeandaftertheoptimizationandthescanningofexcavationquality,itwasfoundthattheblastingvibrationvelocityisreducedbymorethan50%,andtheoverexcavationvalueisalsoreducedfromanaverageof25cmtolessthan15cm.Theapplicationworkswell.Thisstudycanprovideacertainreferencefortheresearchoftunnelblastingvibrationreductionandover-and-underexcavationcontrol.
作者：余绍山 王薇 李姚伟奇 Author：YUShaoshan WANGWei LIYaoweiqi
作者单位：南昌铁路局厦门工务段,福建厦门361001中南大学土木工程学院,湖南长沙410075
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(4)
分类号：U25
关键词：光面爆破 周边眼 偏位空孔 爆破振速 超欠挖控制
Keywords：smoothblasting peripheralhole offsetemptyhole blastingvibrationvelocity overandunderexcavationcontrol
机标分类号：U455.6TH122TD235
在线出版日期：2024年5月17日
基金项目：中铁四局集团有限公司科技研发项目周边眼偏位空孔爆破设计优化研究与应用[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(4)余绍山 王薇 李姚伟奇依据已有研究对空孔效应和设置空孔时裂纹扩展规律进行探讨,发现空孔有利于裂纹贯通,对提升爆破效果有一定帮助,但也发现传统的直线型空孔布置会导致裂纹偏向,即在空孔附近转向、偏离原发展路径,影响原设计开挖轮廓.若设...参考文献和引证文献
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引证文献
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