隧道掘进新型聚能水压光面爆破技术

1 绪论 1.1 概述 1.1.1 光面爆破技术 1.1.2 聚能水压光面爆破技术 1.2 定向断裂控制爆破技术 外研究现状 1.2.1 聚能药包定向断裂控制爆破 1.2.2 切槽孔定向断裂控制爆破 1.2.3 切缝药包定向断裂控制爆破 1.2.4 水压爆破技术研究现状 1.3 隧道降尘技术研究现状 1.3.1 水压爆破降尘技术 1.3.2 其他隧道降尘技术 1.4 岩石爆破损伤辨识研究现状 1.4.1 岩石爆破损伤研究现状 1.4.2 爆破累积损伤效应研究现状 1.5 聚能水压爆破技术现状评述 2 勐省隧道地质工程概况 2.1 工程概况 2.2 工程地质条件 2.2.1 地形地貌 2.2.2 地层岩性 2.2.3 地质构造 2.3 水文地质条件 2.3.1 地表水 2.3.2 地下水 2.4 隧道围岩分级 2.5 施工工艺技术 2.5.1 主要施工方法 2.5.2 施工测量方案 2.5.3 洞口施工 2.5.4 洞身施工 2.5.5 围岩钻爆作业 3 一维动静荷载下灰岩强度与变形特征 3.1 一维动静组合冲击试验研究现状 3.2 试验准备 3.2.1 试件选取 3.2.2 静态力学基本参数 3.2.3 试件制备 3.2.4 基本物理参数测量 3.3 动静组合试验 3.3.1 一维动静组合加载装置 3.3.2 SHPB试验原理 3.3.3 空撞与应力平衡检验 3.3.4 试验方案设计 3.3.5 试验结果 3.4 一维动静组合试验力学特性分析 3.4.1 应力-应变曲线特性分析 3.4.2 相似应变率下灰岩试件变形特征分析 3.4.3 灰岩试件强度特征分析 3.5 一维动静组合荷载下灰岩能量传递规律 3.5.1 试件破碎透射能量随着入射能变化规律分析 3.5.2 能耗密度随入射能变化规律分析 3.5.3 能耗密度随应变率变化规律分析 3.5.4 轴压变化与吸(释)能量的关系 3.6 一维动静组合加载下破裂模式 3.6.1 破坏模式分析 3.6.2 高速摄影下灰岩动态破坏过程 3.7 本章小结 4 循环冲击荷载下灰岩强度和能量演化规律 4.1 三维动静荷载下岩石动力学特性研究现状 4.2 三维SHPB循环冲击试验设备 4.3 三维SHPB循环冲击试验 4.3.1 试验步骤 4.3.2 试验方案 4.3.3 试验结果 4.4 循环冲击荷载下灰岩强度特征分析 4.4.1 应力-应变曲线特征分析 4.4.2 不等幅循环冲击对峰值应力的影响规律 4.4.3 轴围压对循环冲击下灰岩强度特征影响 4.5 循环冲击荷载下灰岩的变形特征 4.5.1 峰值应变随冲击次数的变化规律 4.5.2 动态应变随循环冲击次数的变化规律 4.6 循环冲击荷载下能量演化规律 4.6.1 能量传递随冲击次数变化规律 4.6.2 轴围压对能量吸收比的演化特征 4.7 本章小结 5 基于LS-DYNA水压光面爆破参数优化 5.1 LS-DYNA简介 5.1.1 软件介绍 5.1.2 数值计算方法 5.2 材料模型及参数 5.2.1 岩石RHT本构模型及参数 5.2.2 本构模型及状态方程参数 5.2.3 水、空气介质本构模型及参数 5.2.4 泥本构模型及参数 5.3 线装药密度优化 5.3.1 数值模型 5.3.2 结果分析 5.4 孔间距优化 5.4.1 数值模型 5.4.2 结果分析 5.5 光爆层厚度优化 5.5.1 数值模型 5.5.2 结果分析 5.6 本章小结 6 切缝聚能药包的爆破作用机理 6.1 动态焦散试验系统及原理 6.1.1 爆破加载数字激光动态焦散试验系统 6.1.2 试验原理 6.1.3 试验误差分析 6.2 径向不耦合装药的动态焦散试验 6.2.1 试验设计及操作流程 6.2.2 动焦散试验结果 6.2.3 爆生裂纹动态断裂参数确定方法 6.3 爆生裂纹动态断裂效应分析 6.4 损伤破坏的分形分析 6.4.1 图像预处理 6.4.2 分形维数 6.4.3 裂纹计盒维数计算 6.4.4 爆破损伤分区判别 6.4.5 常规装药爆破与切缝药包爆破损伤对比分析 6.5 切缝药包爆破机理 6.5.1 切缝管对能量传播过程的影响分析 6.5.2 切缝药包的聚能效应 6.5.3 初始裂纹形成的力学分析 6.5.4 裂纹扩展条件 6.6 切缝药包爆破作用效果影响因素分析 6.7 本章小结 7 切缝聚能水压光面爆破现场试验 7.1 切缝聚能光面爆破试验 7.1.1 切缝聚能药包辅材的设计与制备 7.1.2 切缝聚能药包光面爆破试验 7.1.3 切缝药包现场爆破结论 7.2 切缝聚能水压爆破试验 7.2.1 现场粉尘分布情况 7.2.2 切缝聚能水压爆破试验过程 7.3 切缝聚能水压爆破试验结果分析 7.3.1 爆破降尘效果 7.3.2 光面爆破效果 7.3.3 效果分析 7.4 水压光面爆破试验 7.4.1 常规光面爆破方案设计 7.4.2 掏槽形式 7.4.3 常规光面爆破方案设计 7.4.4 水压光面爆