[發(fā)明專利]一種隧道聚能光面爆破周邊眼參數(shù)的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710274704.1
• 申請(qǐng)日: 2017-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN107133459B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿大新;陶彪;黃龍華;于洋;曾羅蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;E21D9/00
• 代理公司: 南昌卓爾精誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36133
• 代理人: 羅茶根

本發(fā)明公開了一種隧道聚能光面爆破周邊眼參數(shù)的計(jì)算方法，包括以下步驟：設(shè)計(jì)聚能管影響因素λ；計(jì)算一般光面爆破爆轟產(chǎn)物產(chǎn)生的轟壓P；計(jì)算爆破能量轉(zhuǎn)化的應(yīng)變能；計(jì)算聚能管作用下的聚能爆破下產(chǎn)生的轟壓P₁、P₂與λ、P的關(guān)系；計(jì)算聚能爆破下的巖壁所受拉應(yīng)力；計(jì)算聚能管作用下周邊眼參數(shù)與λ之間的關(guān)系。本發(fā)明將傳統(tǒng)周邊眼的參數(shù)確定根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)類比提升至準(zhǔn)確的計(jì)算得出聚能光面爆破周邊眼的間距以及光面層厚度，該算法可以精確算出聚能管影響因素λ值不同時(shí)，其周邊眼參數(shù)的合適取值。從而達(dá)到光面爆破爆破能量傳遞集中，爆破面平整的精準(zhǔn)控制爆破。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種隧道聚能光面爆破周邊眼參數(shù)的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

光面爆破是指通過正確選擇爆破參數(shù)和合理施工方法，分區(qū)分段微差爆破，爆破后輪廓線符合設(shè)計(jì)要求，臨空面平整規(guī)則的一種控制爆破技術(shù)。光面爆破技術(shù)因其能取得較理想的爆破面，即不產(chǎn)生超挖，也不欠挖，能減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)、降低施工費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于隧道的爆破。聚能光面爆破是在光面爆破基礎(chǔ)上，采用聚能裝置使炸藥的能量集中往預(yù)定爆破方向傳遞，從而達(dá)到更好的控制炸藥能量釋放，對(duì)隧道預(yù)定輪廓線的巖石進(jìn)行切割，取得更為平整、理想的爆破面。而如何選取周邊眼的炮孔直徑、炮眼間距、炮孔深度等都將直接關(guān)系到爆破的效果，因此正確確定周邊眼爆破參數(shù)是爆出預(yù)設(shè)輪廓面的基本保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種隧道聚能光面爆破周邊眼參數(shù)的計(jì)算方法，克服現(xiàn)有的光面爆破爆破能量傳遞不集中，爆破面不平整，并為隧道聚能光面爆破參數(shù)的選擇提供參考。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種隧道聚能光面爆破周邊眼參數(shù)的計(jì)算方法，包括以下步驟：

(1)炸藥能量是沿四周均勻傳遞的，但由于聚能縫的存在，爆炸時(shí)釋放的能量分為兩部分，一部分是向孔壁四周均勻傳遞的能量V₁，其向四周產(chǎn)生四周內(nèi)壓P₁，其中四周內(nèi)壓P₁所積蓄的應(yīng)變能為υ_ε1，一部分是沿著切縫出匯集的能量V₂，產(chǎn)生集中內(nèi)壓P₂，所積蓄的應(yīng)變能為υ_ε2；巖壁所積蓄的應(yīng)變能V_ε由下式表示：

式中：ν——巖體的泊松比；

σ₁、σ₂、σ₃——分別表示薄壁上任意點(diǎn)的環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力以及徑向應(yīng)力；

E——巖體的彈性模量；

(2)假設(shè)影響因素λ，其中0≤λ≤1，影響因素λ與聚能管的材質(zhì)、聚能縫寬度與長度有關(guān)，假設(shè)能量分配按下式分配：

υ_ε1＝(1-λ)υ_ε

υ_ε2＝λυ_ε

(3)四周內(nèi)壓P₁所積蓄的應(yīng)變能為υ_ε1，集中內(nèi)壓P₂所積蓄的應(yīng)變能為υ_ε2按下式計(jì)算：

式中，d_c——炸藥直徑(m)；

δ為薄壁圓筒的厚度；

(4)由四周內(nèi)壓P₁產(chǎn)生的四周荷載F₁按下式計(jì)算：

式中，α——其沿半徑方向變化的一個(gè)微小角度，rad；