CN113218746A - 一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法 - Google Patents
一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113218746A CN113218746A CN202110404084.5A CN202110404084A CN113218746A CN 113218746 A CN113218746 A CN 113218746A CN 202110404084 A CN202110404084 A CN 202110404084A CN 113218746 A CN113218746 A CN 113218746A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blasting
- vibration
- value
- site
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005422 blasting Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
- G01N3/313—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated by explosives
Abstract
本发明涉及一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法，属于爆破技术领域。本发明是通过相似模型实验，采用导爆索起爆模拟爆炸荷载，借助声波损伤测试、爆破振动测试和模型表观裂纹观测分析，确定充填体材料的临界破坏振速和临界损伤振速值。本模型实验充填体强度约1.02MPa，临界破坏振速为35.87cm/s、临界损伤振速为13.40cm/s，进而根据待回采盘区振动衰减规律(通过大爆破前切割槽的爆破振动监测结果)确定现场K,a值，以方便计算不同爆心距时的最大单响药量控制值。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用爆破模型试验推测现场K，a值的方法，属于爆破工程领域。
背景技术
萨道夫斯基经验公式表明，测点振速与测点据爆破区域距离和单段最大炸药使用量有关，同时与爆破区域地质、爆破方法等因素亦有明显关系，即：
式中V为质点峰值振动速度，cm/s；
Q为最大单响段药量，kg；
R为爆心距，即测点至爆源距离，m；
K、α表示与爆破方式、传播介质及场地条件等相关的参数。
根据《爆破安全操作规范》，不同岩性中K，a值可按表1中取得。
表1爆区不同岩性K，a值
| 岩性 | K值 | a值 |
| 坚硬岩石 | 50～150 | 1.3～1.5 |
| 中硬岩石 | 150～250 | 1.5～1.8 |
| 软岩石 | 250～350 | 1.8～2.0 |
表1中数据为不同硬度围岩K，a取值范围，为了较准确的取得 K，a值，利用爆破测振仪进行模型爆破试验，根据测点距离、单段炸药用量和实际振速，采用最小二乘法原理进行回归分析，得出K， a值。
发明内容
本发明针对爆破设计时计算爆破参数K，a值取值范围大的情况，提出一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法，本方法可以有效地利用模型试验，确定试验材料的临界破坏振速和临界损伤振速值。进而根据待回采盘区振动衰减规律(通过大爆破前切割槽的爆破振动监测结果)确定现场K,a值。
一种利用爆破模型试验推测现场K，a值的方法，具体步骤如下：
步骤一：根据矿山试验采场现状，爆破模型采用C30混凝土模拟矿石部分，水泥添加量为150kg/m3、浓度为72％的充填体来浇筑3个爆破模型。
步骤二：采用TC-4850爆破振动记录仪对标准试件爆破过程的振动速度进行监测，为了尽可能地减少误差，利用石膏与胶水作为偶合剂，监测时，均匀涂抹于试件与探头之间，使之接近完全耦合、接触，并在监测过程中传感器尽可能全面接触试件表面。
步骤三：利用萨道夫斯基公式，即：
基于最小二乘法回归分析的方法，对模型试验中充填体试件所收集到的临界速度进行回归分析。剔除误差测点后运用相关计算软件 OriginPro进行数据处理分析，得到K、α值。
步骤四：对待回采盘区振动衰减规律(通过大爆破前切割槽的爆破振动监测结果)与模型试验爆破振动的对比分析，确定现场K、α值，以方便计算不同爆心距时的最大单响药量控制值。
优选的，所述步骤一中模型制作的模具选用感钢板，连结部分则使用焊接的手段进行加固，钢板直接使用螺丝的形式连结；
优选的，所述步骤二中使用的爆破振动记录仪为成都中科测控有限公司生产的TC-4850爆破测振仪；
优选的，所述C30混凝土为商品混凝土。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种利用爆破模型试验推测现场K，a值的方法，由于计算爆破安全距离时K，a值取值范围较大，导致选取的单段最大装药量误差较大，本发明可有效缩小K，a值取值范围，提高单段最大装药量选取精度。
(2)本发明一种利用爆破模型试验推测现场K，a值的方法有效地防治爆破时因药量过大爆破振动损伤周边充填体的情况；
(3)本发明一种利用爆破模型试验推测现场K，a值的方法在设计爆破方案计算爆破产生时有效的精确了K，a的取值范围。
附图说明
图1是模型俯视图；
图2是振动监测仪摆放位置图；
图3是现场摆放情况示意图；
图4是实施例1中距爆源最近的振动速度波形图；
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
根据矿山试验采场现状，爆破模型采用C30混凝土模拟矿石部分，水泥添加量为150kg/m3、浓度为72％的充填体来浇筑爆破模型。模型尺寸主视图如图1所示。
本次试件试验采用TC-4850爆破振动记录仪对标准试件爆破过程的振动速度进行监测，为了尽可能地减少误差，利用石膏与胶水作为偶合剂，监测时，均匀涂抹于试件与探头之间，使之接近完全耦合、接触，并在监测过程中传感器尽可能全面接触试件表面。具体测点布置如图2所示；现场摆放情况如图3所示。
通过测振仪将测得的数据导出到所匹配的分析软件中，经过相应处理后得到在水平切向、水平径向和垂直方向上的峰值振动速度以及主振频率，众多数据中选择距爆源最近的波形如图4。
实施例2
(1)制备模型
为了尽可能地模拟矿山相邻充填体爆破现场，需选用合适的模型，由于在浇筑过程中模拟充填体部分直接选用矿山材料，如果磨具中存在裂隙比较严重的情况，可能会出现材料流失。在考虑到模型在浇筑完毕后进行养护时，出现模型大面积的变形；浇筑时出现大量料浆的流失等情况的发生，模型材料方面选取为感钢板，而连结部分则使用焊接的手段进行加固，钢板直接使用螺丝的形式连结。
(2)测点位置设计
本次试件试验采用TC-4850爆破振动记录仪对标准试件爆破过程的振动速度进行监测，为了尽可能地减少误差，利用石膏与胶水作为偶合剂，监测时，均匀涂抹于试件与探头之间，使之接近完全耦合、接触，并在监测过程中传感器尽可能全面接触试件表面。
(3)数据结果
本次监测主要针对模型试验中矿体部分爆破，以充填体试件为监测对象。通过测振仪将测得的数据导出到所匹配的分析软件中，经过相应处理后得到在水平切向、水平径向和垂直方向上的峰值振动速度以及主振频率。
(4)质点峰值振动速度回归分析
国内对建筑结构响应程度广泛采用质点峰值振动速度作为主要判据之一，文中以公式为基础，结合《爆破安全规程》(GB 6722—2014) 明确给出了计算爆破质点峰值振动速度公式，即广泛应用于我国的萨道夫斯基公式，即：
式中：V为质点峰值振动速度，cm/s；
Q为最大单响段药量，kg；
R为爆心距，即测点至爆源距离，m；
K、α表示与爆破方式、传播介质及场地条件等相关的参数。
上式中常用
表示比例药量。
基于最小二乘法回归分析的方法，对模型试验中充填体试件所收集到的质点峰值切向速度进行回归分析。剔除误差测点后运用相关计算软件OriginPro进行数据处理分析，得到K、α值。
(5)充填体破坏损伤振速规律
基于声波监测及宏观裂隙情况，在初始划定破坏损伤区域的基础上，借助萨达夫斯基公式所得的垂直方向公式进行反推相应临界点的振动速度。具体取值范围见表2所示。
表2振动速度损伤取值
根据所算出临界破坏振动峰值和临界损伤振动峰值，为了使得振动速度尽可能科学性与合理性，通过模型所得振动速度来定义振动峰值。
(6)逆推得到K，a值，得到爆破最大单响药量预测值
按照第一次切割槽爆破振动监测回归的振动传播衰减规律(水平切向)，如下：
其中：模型试验确定了胶结充填体(静态单轴抗压强度1.02Mpa) 的临界破坏振速为35.87cm/s、临界损伤振速为13.40cm/s。该强度为充填体的最低强度，推算该强度胶结充填体不同动态响应状态下的最大单响药量控制值相对保守，药量较小。计算得到相邻胶结充填体不同爆心距、不同响应状态最大单响药量的控制值。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种利用爆破模型试验推测现场K，a值的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一)：根据矿山试验采场现状，爆破模型采用C30混凝土模拟矿石部分，水泥添加量为150kg/m3、浓度为72％的充填体来浇筑3个爆破模型；
步骤二)：采用TC-4850爆破振动记录仪对标准试件爆破过程的振动速度进行监测，为了尽可能地减少误差，利用石膏与胶水作为偶合剂，监测时，均匀涂抹于试件与探头之间，使之接近完全耦合、接触，并在监测过程中传感器尽可能全面接触试件表面；
步骤三)：利用萨道夫斯基公式，即：
基于最小二乘法回归分析的方法，对模型试验中充填体试件所收集到的临界速度进行回归分析。剔除误差测点后运用相关计算软件OriginPro进行数据处理分析，得到K、α值；
步骤四)：对待回采盘区振动衰减规律(通过大爆破前切割槽的爆破振动监测结果)与模型试验爆破振动的对比分析，确定现场K、α值，以方便计算不同爆心距时的最大单响药量控制值。
2.根据权利要求1所述一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法，其特征在于，所述步骤一中模型制作的模具选用感钢板，连结部分则使用焊接的手段进行加固，钢板直接使用螺丝的形式连结。
3.据权利要求1所述一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法，其特征在于，所述步骤二中使用的爆破振动记录仪为成都中科测控有限公司生产的TC-4850爆破测振仪。
4.根据权利要求1所述一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法，其特征在于，所述C30混凝土为商品混凝土。
5.根据权利要求1-4任一项所述一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法，其公开了一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法在爆破工程领域的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110404084.5A CN113218746A (zh) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110404084.5A CN113218746A (zh) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113218746A true CN113218746A (zh) | 2021-08-06 |
Family
ID=77087317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110404084.5A Pending CN113218746A (zh) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113218746A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105352590A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-24 | 陕西中爆检测检验有限责任公司 | 一种小药量爆破振动地质因素实测方法 |
| CN106326546A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-01-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种预测核电工程岩体爆破损伤深度的方法 |
| CN106382867A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-02-08 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种核电工程基础爆破开挖分层控制方法 |
| CN106840381A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-13 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种爆破振动衰减效应的测试方法 |
| CN107367203A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-21 | 中南大学 | 一种保证地面建筑物安全的爆破参数优化方法 |
| CN110068610A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-30 | 中冶北方（大连）工程技术有限公司 | 一种基于超声波波速的充填体损伤检测方法 |
| CN110514081A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-11-29 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | 一种特大危岩体爆破振动控制方法 |
| CN111829405A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-27 | 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 | 一种基于小波分析城区爆破安全控制的方法 |
| CN111829903A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-27 | 中南大学 | 一种模拟含承压水裂隙岩体爆破累积损伤测试的试验模型和方法 |
| CN112730624A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法 |
-
2021
- 2021-06-02 CN CN202110404084.5A patent/CN113218746A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105352590A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-24 | 陕西中爆检测检验有限责任公司 | 一种小药量爆破振动地质因素实测方法 |
| CN106326546A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-01-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种预测核电工程岩体爆破损伤深度的方法 |
| CN106382867A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-02-08 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种核电工程基础爆破开挖分层控制方法 |
| CN106840381A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-13 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种爆破振动衰减效应的测试方法 |
| CN107367203A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-21 | 中南大学 | 一种保证地面建筑物安全的爆破参数优化方法 |
| CN110068610A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-30 | 中冶北方（大连）工程技术有限公司 | 一种基于超声波波速的充填体损伤检测方法 |
| CN110514081A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-11-29 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | 一种特大危岩体爆破振动控制方法 |
| CN111829405A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-27 | 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 | 一种基于小波分析城区爆破安全控制的方法 |
| CN111829903A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-27 | 中南大学 | 一种模拟含承压水裂隙岩体爆破累积损伤测试的试验模型和方法 |
| CN112730624A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种用于获取岩石爆破、冲击损伤分布范围的测试方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会: "《GB 6722-2014 爆破安全规程》", 1 July 2015 * |
| 宋春辉 等: "矿柱爆破回采对胶结填充体损伤影响试验研究", 《黄金科学技术》 * |
| 赵继增 等: "青岛地铁浅埋暗挖隧道下穿建筑物爆破振动速度回归分析中K、a值的合理选用", 《2014中国青岛城市轨道交通管理和技术创新研讨会论文集》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Akdag et al. | Effects of thermal damage on strain burst mechanism for brittle rocks under true-triaxial loading conditions | |
| US11293845B2 (en) | Non-destructive anchor bolt pull out load capacity testing system | |
| CN106326546B (zh) | 一种预测核电工程岩体爆破损伤深度的方法 | |
| CN106294984B (zh) | 一种基于细观裂纹增长率确定岩体损伤门槛的方法 | |
| Zhao et al. | Experimental and numerical investigation of the effect of blast-induced vibration from adjacent tunnel on existing tunnel | |
| CN106370812B (zh) | 一种岩体蚀变分带的综合定量判别方法 | |
| Li et al. | Investigating the mechanical and acoustic emission characteristics of brittle failure around a circular opening under uniaxial loading | |
| CN110108864B (zh) | 一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法 | |
| Han et al. | Experimental study on the relationship between acoustic emission energy and fracture energy of crumb rubber concrete | |
| CN110761342A (zh) | 爆破荷载下基坑施工过程稳定性研究模型试验系统及方法 | |
| CN106153478A (zh) | 一种冲击式固结物强度测定仪及其方法 | |
| CN105352590A (zh) | 一种小药量爆破振动地质因素实测方法 | |
| Li et al. | Macro and meso characteristics evolution on shear behavior of rock joints | |
| Wang et al. | Study on acoustic emission characteristics of sandstone under different fracture modes | |
| Liu et al. | Nondestructive testing on cumulative damage of watery fractured rock mass under multiple cycle blasting | |
| Cao et al. | Experimental and numerical study on detection of sleeve grouting defect with impact-echo method | |
| CN113218746A (zh) | 一种利用爆破模型试验推测现场K,a值的方法 | |
| CN110197015B (zh) | 一种坝基预应力锚索有效拉应力测定方法 | |
| Govindaraj | A new approach for estimation of properties of metamorphic rocks | |
| CN105758509A (zh) | 一种露天矿山岩体声速的现场测量方法 | |
| Liu et al. | Damage Analysis of Concrete Structure under Multidirectional Shaped Charge Blasting Using Model Experiment and Ultrasonic Testing | |
| Xu et al. | A study on triaxial unloading test of columnar-jointed-rock-mass-like material with AW velocity analysis | |
| Zhang et al. | In situ tests comparing the support effects of thin spray-on liner and shotcrete on a roadway subjected to blasting | |
| CN113639846A (zh) | 用于检测薄抹灰保温隔热系统粘贴质量的激光振动测试检验方法 | |
| CN116337628B (zh) | 三维应力下活动断裂粘滑发震模拟方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210806 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |