[發明專利]一種層狀巖體隧道中光面聚能爆破參數的確定方法

有效

• 申請號: 201710274776.6
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107194038B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 蘇玉寶;郭立軍;徐奎
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南昌卓爾精誠專利代理事務所(普通合伙) 36133
• 代理人: 羅茶根

本發明公開了一種層狀巖體隧道中光面聚能爆破參數的確定方法，包括以下步驟：設計聚能管影響因素λ；計算一般狀態下光面爆破爆轟產物產生的轟壓P；計算爆破轉化的應變能；計算聚能管作用下的聚能爆破下產生的轟壓Psubgt;1/subgt;、Psubgt;2/subgt;與λ、P的關系；計算聚能爆破下的巖壁所受拉應力、壓應力；計算庫倫準則條件下周邊眼間距與層狀巖體結構面所稱角度之間的關系；計算最大拉應力準則條件下周邊眼間距與λ之間的關系。本發明可以精確算出層狀巖體中結構面與周邊眼間距角度不同時，在不同的聚能管剛度λ影響下，其周邊眼間距相應變化的合適取值。從而解決在層狀巖體中超爆嚴重，開挖輪廓線不整齊，更簡單準確的控制光面爆破開挖輪廓線。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，具體是一種層狀巖體隧道中光面聚能爆破參數的確定方法。

背景技術

光面爆破是通過正確選擇爆破參數和合理施工方法，分區分段微差爆破，使爆破后輪廓線符合設計要求的一種控制爆破技術。光面爆破技術因其能取得較理想的爆破面，不產生超挖，也不欠挖用等優點，被廣泛用于隧道的爆破。聚能光面爆破是在光面爆破基礎上，采用聚能裝置使炸藥的能量集中往預定爆破方向傳遞，從而達到更好的控制炸藥能量釋放，對隧道預定輪廓線的巖石進行切割，取得更為平整、理想的爆破面，正確確定周邊眼爆破參數是爆出預設輪廓面的保證。但目前關于橫觀各向同性巖體中的爆破參數的確定以及結構面、節理裂隙發展方向對周邊眼間距影響的理論研究成果還相對較少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種科學、精確的層狀巖體隧道中光面聚能爆破參數的確定方法，解決在層狀巖體中，由于結構面的存在導致光面爆破超挖嚴重，輪廓面不平整等問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種層狀巖體隧道中光面聚能爆破參數的確定方法，包括以下步驟：

(1)炸藥能量是沿四周均勻傳遞的，由于聚能縫的存在，爆炸時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，其向四周產生四周內壓P₁，其中四周內壓P₁所積蓄的應變能為υ_ε1，一部分是沿著切縫出匯集的能量V₂，產生集中內壓P₂，所積蓄的應變能為υ_ε2；爆轟產物對巖壁作用所積蓄的應變能υ_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的環向應力、軸向應力以及徑向應力；

E——巖體的彈性模量；

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

υ_ε1＝(1-λ)υ_ε

υ_ε2＝λυ_ε

(3)由四周內壓P₁產生的四周荷載F₁按下式計算：

式中：α——其沿半徑方向變化的一個微小角度，rad；

d_b——炮孔直徑，m；

l_c——裝藥長度，m；