一、分形理论在岩体爆破工程中的应用（论文文献综述）
司剑峰[1]（2021）在《深水钻孔爆破的冲击波衰减规律及防护研究》文中研究说明随着海洋开发战略的逐步实施,水下工程逐渐由内河走向近海、浅海走向深海,深水爆破是未来水下爆破工程发展的必然趋势。复杂多变的海洋环境（风、浪、流）以及水深的变化给水下爆破施工器材、施工工艺、安全防护等都提出了新的要求。水下爆破冲击波效应既是水下岩石破碎的基础,也是水下爆破危害效应的主要来源。如何利用爆炸冲击波实现有效破岩、降低基岩损伤、削弱其危害效应,一直是水下爆破领域研究的热点和难点。因此,研究深水条件下水下爆破冲击波基本特性,提高冲击波水下破岩能力以及寻求有效的深水爆破冲击波安全防护理论和方法具有重要的理论意义和工程价值。论文以《甬舟铁路西堠门公铁两用大桥金塘岛侧主塔基础爆破工程》为背景,围绕深水条件钻孔爆破冲击波基本特性及防护问题开展了一系列理论、试验、仿真分析,尤其是在基岩损伤的防护和深水水中冲击波气泡帷幕防护方面,提出了“基于孔内复合消聚能结构的深水钻孔爆破基岩损伤防护方法”和“基于高压气体瞬时释放型气幕的深水冲击波防护方法”,开展了水下钻孔爆破孔内消聚能理论和随机分布式气幕阻波理论的研究,分别对其防护机理、防护效果与评价办法进行了深入的研究和探索。（1）分析了40m、65m、90m深水环境下水下钻孔爆破水中冲击波传播衰减规律以及不同静水压力对水底层冲击波传播衰减的影响规律。研究发现:在水平方向和竖直方向上冲击波峰值衰减随距离的增加呈指数衰减形式;不同水深工况下,冲击波衰减速度随着水深的增加而增加,在靠近水底位置,炮孔附近水域中的初始冲击波峰值较大,但随着传播距离的增加其衰减的也最快,但200m范围内靠近水底位置冲击波峰值基本都高于其上方水域;基于EMD方法并结合Hilbert变换,对深水钻孔爆破水中冲击波信号进行了分析,揭示了其时频特性和能量分布规律。（2）根据应力波在介质中传播的透射、反射作用理论,对“基于孔内复合消能结构的深水钻孔爆破基岩损伤防护方法”进行了理论研究,并开展了水深40m环境下的室内模拟试验,通过对试样外观、裂纹分布和炮孔爆腔形状及尺寸的分析验证了高阻抗球体和粗砂垫层组成的复合消结构在水下钻孔爆破中可有效减少孔底基岩损伤,提高上部岩体破碎效果的防护作用。提出了一种基于PZT压电陶瓷主动监测的波动分析方法,建立了基于波能量RMSD的混凝土损伤指标,定量分析了在有无消能结构防护下的混凝土损伤范围和孔底损伤深度。研究发现,水下钻孔爆破中爆破介质会在炮孔底部发生损伤的突变,具有消能结构的炮孔其突变程度更大,且突变点更靠近炮孔底部;结合损伤深度测试和计算,具有消能结构的试样其最小损伤点出现在孔底20mm处,比无消能结构的试样损伤深度减小了25%。目前,该研究成果已运用于《甬舟铁路西堠门公铁两用大桥金塘岛侧主塔基础爆破工程》。（3）在传统气泡帷幕防护技术基础上,提出了一种“基于高压气体瞬时释放型气幕的水中冲击波防护方法”。基于气幕形态特性的考虑,细化了气幕对水中冲击波的透、反射系数公式。在此基础上,构建了室内小型高压气幕发生装置,进行了气幕形态高速摄影和冲击波压力测试试验研究。研究发现,随着气源压力的增加,气幕连续性增强且具有更高的气体能流密度和抵抗外载荷干扰的能力,气幕持续时间也相应增加;根据冲击波测试结果,结合信号分析,发现不同高压气幕对爆源50cm处冲击波峰值衰减率在32.3%～76.7%,总能量衰减率在32.7%～71.4%,气源压力越大,防护效果越好。（4）考虑形态对气幕阻波效果的影响,提出了一种基于随机分布形式的水中气泡帷幕计算模型的构建方法,实现了气泡在气幕区域内的随机投放,该方法突出了气幕区域气液共存、边界轮廓多变且气体分布高度不连续和非均匀性的特点,丰富和完善了水下爆破冲击波气幕数值计算模型的构建方法。
熊伟[2]（2021）在《基于消能爆破技术的水下钻孔爆破损伤控制研究》文中研究说明爆破作为一种高效便捷的开挖方式,已广泛应用于水下工程之中。由于爆破会破坏水下岩体的建基面,严重影响基岩的稳定性,因此,亟需提出一种水下爆破损伤控制技术。目前,消能爆破技术已经在陆地上开展了相关的模型试验和工程应用,取得了良好的效果。消能爆破技术能否应用、如何应用于水下钻孔爆破中,是目前工程爆破界亟待解决的理论和现实问题。为研究岩体在水下消能爆破技术下的损伤机理,首先对水下消能爆破中水介质对爆破的影响进行了理论分析;然后借助水介质爆炸容器模拟了不同药量的水下消能爆破并和常规爆破进行对比,之后,采用压电波动法对岩体模型的不同位置进行了爆破损伤检测,再结合能量分析得出了测点处的爆破损伤因子。同时,通过数值模拟研究得出了采用消能爆破技术岩体模型的损伤分布情况,主要研究成果如下:（1）理论分析表明,采用水下消能爆破技术时,钻孔中的水介质,消能结构,松砂垫层都能够消耗、转化部分炸药作用到炮孔底部基岩的能量,水下消能爆破技术理论上可以控制基岩受到的爆破损伤。（2）与常规爆破技术相比,消能爆破技术能够削减试验中炮孔底部33%的爆破损伤。采用消能爆破技术试样的损伤因子在炮孔竖直轴线上的衰减速度要明显大于常规爆破技术。（3）试验表明,通过压电波动法结合能量分析得出的损伤因子能够真实的反应模型受到的爆破损伤。模型的爆破损伤因子会随着药量的增加而增加,且所有试样某一点的损伤与该点到炮孔的距离成反比。（4）数值模拟结果表明,在炮孔的横剖面上,损伤分布呈现出以炮孔中心为圆心的圆周型分布;试样的损伤因子和损伤分布范围都会随着药量的增加而增加;消能爆破技术可以减少底部基岩30.05%的损伤;在炮孔竖直轴线上,消能爆破技术的损伤衰减速度要高于常规爆破技术,数值模拟结果和试验结果基本吻合。（5）依据《水工建筑物岩石基础开挖工程技术规范》,基于数值模拟的损伤云图,发现消能爆破可以减少炮孔底部39.35%的损伤区域。目前,该研究成果已运用于“甬舟铁路西堠门公铁两用大桥金塘岛侧主塔基础爆破工程”之中。
李富杰[3]（2021）在《爆破荷载作用下岩体能量演化及失稳破裂研究》文中研究指明深部隧道钻爆开挖时,爆破荷载使目标岩体有效破碎的同时,也将引起隧道局部围岩产生不同程度的损伤,严重影响隧道稳定性。爆破作用的本质是爆破荷载对岩体做功,因此,进行爆破荷载作用下岩体能量演化及失稳破裂研究,有利于高效利用爆破能量和降低爆破负面影响。本文采用显式动力学软件,分析了单孔爆破体系中各物质能量的时空分布特征和演化规律,并研究了隧道围岩在高地应力和爆破荷载耦合作用下,侧压力系数与初始裂纹倾角对围岩能量的动态响应以及破裂带的发育特征的影响。主要研究工作与结论如下:（1）基于流固耦合算法,建立三维单孔不耦合装药爆破数值试验模型,分析了本文所使用数值方法的可行性,并研究了不耦合系数对孔壁压力、能量演变、及爆生裂纹扩展的影响。结果表明,在同等炸药量条件下,岩体的应变能、孔壁岩石的应变率及峰值压力、爆生裂纹的面积均与装药不耦合系数呈负相关关系,并给出了其随不耦合系数变化公式。当不耦合系数小于3时,改变装药不耦合系数,孔壁峰值压力、岩体应变能及爆生裂纹面积均随不耦合系数的增大而显着减小;而当不耦合系数大于3时,改变不耦合系数其变化幅度变小。（2）建立邻近隧道的爆破扰动数值模型,分析了不同侧压力系数λ和预制裂纹倾角α对隧道围岩应变能时空演化特征及失稳破裂的影响规律。结果表明,当λ小于1时应变能释放区出现在隧道底部;当λ大于1时应变能释放区开始向隧道两边墙转移,且λ越大应变能释放区范围越大。迎爆侧围岩的应变能密度随裂纹倾角α增大而增大。爆破荷载下隧道围岩应变能时程曲线表现为“双峰式”的波动,且最终稳定值均大于初始值。当垂直地应力一定时,隧道受爆破扰动在迎爆侧形成的裂纹的面积,随预制裂纹倾角α及侧压力系数λ的增大而减小。（3）以引汉济渭秦岭输水隧洞应力解除爆破试验为工程背景,建立针对轻微、中等、强烈岩爆的三种应力解除爆破方案的数值计算模型,评价了各方案下隧道围岩的稳定性,以及应力和能量释放特征。结果表明,应力解除爆破后隧道掌子面拱顶部位应力释放最大,边墙应力释放最小。在应力环境、围岩力学性质等条件一致时,轻微岩爆应力解除爆破方案对隧道围岩稳定性的影响最小,强烈岩爆应力解除爆破对隧道围岩稳定性影响的最大。三种不同应力解除爆破方案均可在掌子面内围岩形成沿隧道轮廓线连续分布的破裂带。
王太福[4]（2021）在《水孔光面爆破裂缝扩展研究》文中提出光面爆破技术要求周边孔间形成贯通裂缝的同时减小围岩的损伤,保护围岩的稳定性,然而随着光面爆破技术的不断发展,对光面爆破效果的要求越来越高,光面爆破参数的选取也会直接影响工程质量。为解决实际光面爆破工程中遇到的岩石破碎不完全、围岩超挖欠挖等问题且伴随着抗水水胶炸药和乳化炸药使用的推广,研究光爆参数对水孔光面爆破的影响及裂缝扩展显得尤为重要。本文采用数值模拟的手段探究多孔爆破裂缝扩展特性及光爆参数对水孔光面爆破的影响。首先通过岩石损伤范围和炮孔壁峰值压力确定径向水不耦合系数,为后续建模确定装药方式;然后通过数值分析确定了岩石失效准则,利用数值模拟的手段得出水孔光面爆破裂缝贯通的动态演化过程;最后通过改变孔距、光爆层厚度分析光爆参数对裂缝扩展的影响,主要研究内容和结论如下:（1）通过对径向水不耦合装药和轴向水不耦合装药爆破后岩石损伤范围及炮孔壁峰值压力的分析比较后得出结论,当径向水不耦合系数为2.5时,既能保证孔壁峰值压力小于岩石的动态抗压强度不足以致使炮孔壁被压碎,满足光面爆破要求的同时又产生了较小的损伤范围且相比较轴向不耦合装药时爆炸后产生的损伤范围更加均匀,其光面爆破效果最佳。（2）采用数值模拟手段对最小静水压力、最小主应变、最大剪应变这三种失效准则进行正交组合的模拟试验以确定出较合理的失效准则。研究表明:当同时设置最小静水压力、最小主应变、最大剪应变失效准则时的炮孔间成缝效果最好,其中各失效准则分别用于控制拉伸、压缩、剪切破坏;炸药爆炸后冲击波作用于炮孔壁,在炮孔壁周围很小范围内的岩石受到完全压缩破坏,而之后由于压缩和剪切共同作用形成了压碎区,在压碎区以外岩石受拉伸破坏产生了裂缝。（3）选取了合理的失效准则得到与实际较吻合的裂缝后,利用此失效准则对光面爆破径向水不耦合装药下多孔成缝过程做了相应的研究,多孔光面爆破成缝是裂缝动态演化的结果,其主要有:“各孔壁附近压碎区的形成—压碎区以外产生初始径向裂缝开始形成裂隙区—各炮孔径向裂缝继续独立延伸—孔间裂缝相继贯通—产生次生裂缝延伸且在自由面附近产生裂缝—裂缝止裂”几个阶段。还认为炮孔间裂缝贯通是由切向拉应力、径向拉应力和爆生气体共同作用所致,其中应力波传播过程中产生的径向拉应力及切向拉应力对裂缝贯通起着决定性作用。（4）通过改变光爆层厚度,分析研究不同光爆层厚度对裂缝扩展的影响,研究结果表明:随着光爆层厚度的增加,沿自由面方向岩石的裂缝越来越少;通过改变炮孔间距,分析研究不同孔距对炮孔间裂缝扩展的影响,研究结果表明:随着孔距的增大,相邻炮孔间的裂缝越来越少。
邱若华[5]（2020）在《地表出露海相碳酸盐岩动态力学特性及应力波衰减规律研究 ——以川东北黑池梁地区为例》文中研究说明为了探明南方海相碳酸盐岩的分布范围及储量,需要进行大量现场勘察工作。地震勘探是石油勘探中一种最常见和最重要的方法,在对海相碳酸盐岩地区进行地震勘探时,从钻孔装药、炸药震源爆炸到地震波采集分析,都存在着冲击、爆炸、地震等动态荷载对海相碳酸盐岩的作用,充分掌握海相碳酸盐岩的动态力学性质,是研究其冲击破岩、爆破机制、应力波传播规律以及地震效应的重要资料,岩石动力学特性是认识岩石动载破坏机理和岩石介质中应力波传播规律的关键。本文以川东北黑池梁地区地表出露海相碳酸盐岩为研究对象,综合运用实验室试验、理论分析、数值模拟和现场试验等方法和手段,借助于先进的测试技术与分析手段,结合现代应力波理论和岩石动力学理论,对高应变率作用下海相碳酸盐岩的动态力学特性及应力波衰减规律进行了研究。本文进行的主要研究为:（1）海相碳酸盐岩物理力学性质及参数的试验研究。利用实验室设备对海相碳酸盐岩进行了物理力学性质及参数的试验,得到海相碳酸盐岩单轴压缩应力-应变曲线,获得海相碳酸盐岩的纵波波速、弹性模量、泊松比、单轴抗压强度等参数。（2）海相碳酸盐岩在动态冲击荷载作用下的试验研究。用分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,进行了不同应变率下海相碳酸盐岩的单轴动态冲击压缩试验,研究了峰值应力随应变率的变化规律,以及应力波频谱曲线随应变率的变化规律。（3）海相碳酸盐岩的动态破碎耗能特征研究。在实验的基础上,对海相碳酸盐岩单轴冲击压缩试验的试件碎块进行粒度分析,通过研究海相碳酸盐岩试件的动态冲击破碎特征及其破碎耗能特征,得到海相碳酸盐岩动态破碎的能量耗散同试件破碎块度、应变率和动态抗压强度之间的关系。（4）海相碳酸盐岩在动态荷载下应力波传播的数值模拟研究。对海相碳酸盐岩的SHPB试验、一维撞杆试验和一维岩石杆爆炸试验进行了数值模拟,得到冲击荷载作用下海相碳酸盐岩试件的受力过程和应力波传播规律,包括应力波随传播距离衰减的变化规律,以及应力波传播过程中频谱变化规律。（5）海相碳酸盐岩地层中,地震勘探炸药震源参数的数值模拟研究。对海相碳酸盐岩地层中进行的地震勘探进行了数值模拟研究,得到各震源参数包括起爆方式、不耦合介质、药包结构、炸药埋深、药量等对海相碳酸盐岩中爆炸应力波的产生及其能量和频率等衰减的影响规律。通过对比分析海相碳酸盐岩出露区震源激发井深和药量的现场试验数据,发现存在一个最佳激发井深和药量,使得地震激发下传能量较强,地震信噪比较高。研究成果可为海相碳酸盐岩地区地震勘探的钻井和爆破工作提供重要参考。该论文有图108幅,表33个,参考文献185篇。
吕亚茹[6]（2020）在《爆破载荷作用下岩体损伤效应的数值模拟研究》文中提出爆破技术作为我国基础建设工程中应用较为广泛的施工技术之一,在矿山、公路、铁路、隧道等需要进行大量土石方开挖工作的工程项目中,凸显了优越性,起到越来越重要的作用。光面爆破技术作为隧道爆破施工常用的开挖方式之一,合理的参数设计和施工方法能有效地降低施工成本,提高经济效益。爆破开挖既要满足岩体破碎要求还要减少对周边围岩的损伤,因此,研究爆破荷载下岩体的损伤效应,使爆破工程项目在设计之初就能预估爆破作业对岩体的影响范围,对预留岩体的安全状况进行合理的评估具有重要的意义。本文通过对比目前研究中常用的几种损伤模型,选用HJC材料模型作为岩体爆破损伤数值计算研究的理论模型。同时依据岩体破碎理论分析岩体内部的爆破机理,声学近似原理及Mises应力准则分析岩体损伤范围的计算公式,得到损伤范围为粉碎区半径0.150.8m,裂隙区半径0.951.7m。以西南某地区隧道爆破工程为背景,利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟分析软件,建立爆破损伤模型,研究炮孔附近岩体的损伤发展过程,分析不耦合系数、装药结构和导向孔对损伤过程的影响,得出:（1）随着爆心距的增加,岩体损伤度呈“S”型曲线减小,随着不耦合系数的增大,损伤范围减小;（2）偏心不耦合装药中偏心一侧的损伤范围约为非偏心侧的2倍,偏心不耦合装药的应力峰值约是中心不耦合的1.5倍;（3）导向孔的应力集中作用主要表现在两孔连线方向上,相比无导向孔的应力增幅最大达到53%。分析数值模拟结果,计算损伤范围,得到粉碎区半径为0.41.1m,裂隙区半径为1.051.6m;比较理论计算、数值模拟及经验公式计算所得损伤范围,结果较接近,验证理论和数值模拟方法的准确性。以质点峰值振动速度为指标,分析岩体爆破损伤,使用3种方法确定岩体爆破损伤质点峰值振动速度临界值,得出前两者所得峰值速度是后者的2倍,与完整岩体损伤阈值范围63100cm/s较接近。
葛进进[7]（2020）在《初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究》文中研究指明煤炭作为主导能源一直以来支撑着我国的国民经济快速发展。事实上,在今后相当长的时期内它将仍然被视作我国经济发展所依赖的主导能源。由于浅部煤炭资源的枯竭,当前矿井的开采正经历着由浅部向深部的转变。工程实践表明,深部岩体赋存在高地应力环境中,导致深部矿井岩石的爆破破碎理论和围岩稳定机理显然与浅部岩体有所不同。因此,正确认识高地应力状态下爆炸载荷的加载特性、岩体爆破的损伤演化机理、爆破效果的影响因素以及不同爆破技术的破岩机理,这对于丰富爆破破岩的理论以及工程应用都是极具现实意义的。本文以爆炸力学、连续介质力学、岩石断裂和损伤力学、应力波理论等为指导,通过物理相似模型试验为主理论分析为辅的研究方法,对初始高地应力状态下岩石爆破破裂机理进行全面研究,修正考虑初始应力的压碎圈和裂隙圈计算公式和考虑初始应力的爆破分形损伤模型,揭示深部岩体内爆破裂纹扩展的方向、长度、速度与初始地应力的定量关系,探究初始地应力状态下岩体内爆破应力波的传播规律以及不耦合系数对爆破裂纹扩展的影响。初始应力状态下的透明岩石爆破相似模型试验表明:模型试件上,径向主裂纹扩展的平均长度、速度均随初始地应力的增大而减小,环向裂隙圈、压缩粉碎圈的平均直径也均随初始应力的增大而减小,但是压缩粉碎圈直径与环向裂隙圈直径的比值却随着初始应力的增大而增大;同时,在初始应力较大的区域,其爆破远区的应力波较初始应力较小的区域增强,即震动强度变大;当模型试件处于不等围压荷载条件下,其爆生最长径向主裂纹扩展的方向与最大主应力（σv）的方向呈锐角,且该锐角的大小随着最小主应力（σh）的增大而增大,同时可以根据tanθ=σv/σh（0<9<45℃）确定θ值得大小,这一试验结果和理论分析高度吻合。由上述结论可以推断,高地应力下深部岩体之所以难爆,主要是因为初始高地应力的存在改变了炸药爆炸后能量的分布,即用于爆破近区和爆破远区的能量占比扩大,用于爆破中区的减小。原本裂纹面的张开就受到初始应力的限制,使得需要更大得驱动力扩展裂纹,也就是扩展单位长度得裂纹需要更多的能量,而用于驱动裂纹扩展的总能量却有所减少（爆破中区）,所以裂纹扩展的总长度减少了。图96表52参240
张旭[8]（2020）在《隧道光面爆破施工超欠挖影响因素分析及控制技术研究》文中进行了进一步梳理在目前我国隧道的施工建设中,光面爆破施工是最主要的方法,使用光面爆破技术开挖时,超欠挖现象不可避免,超欠挖会显着增加隧道建设的成本并严重影响施工安全,所以对超欠挖控制措施的研究十分必要。引起隧道超欠挖的原因是复杂的,这些因素包括围岩地质条件的影响、钻孔设备及火工产品的影响、光爆理论及施工技术的限制、爆破设计方案不合理等,这些因素都会在一定程度上影响光面爆破的成型效果。本文依托新建京张铁路八达岭隧道/长城站爆破工程,并参照诸多学者对影响超欠挖因素的现场试验研究,结合理论分析和数值模拟,在以下几个方面进行了研究,并得到了如下结论:（1）依托新建京张铁路八达岭隧道/长城站爆破工程中的爆破设计方案,对完整岩体的光面爆破进行数值模拟,结合众多实际工程中实测超欠挖数据可以得出:在实际施工中,周边孔的开孔轮廓线应当向设计轮廓线内偏离适当距离,这样可以使爆破后的隧道轮廓线与设计轮廓线更吻合。（2）通过对存在节理的围岩进行光面爆破的数值模拟,结合理论分析和一些学者的现场试验得出:当两炮孔之间存在节理时,节理与炮孔连线的夹角、节理的强度和宽度都会对爆破后的超欠挖现象造成影响。（3）风动凿岩机和凿岩台车由于自身结构的不同,适用的范围也有差异。凿岩台车施工机械化程度高,掘进速度快,极大地释放了劳动力,已经在很多场合逐渐取代人工手风钻;但是由于台车体积大,所需的操作空间远大于风钻钻孔,在一些场合应用会造成超欠挖现象,此时使用风钻钻孔的优势更大。（4）通过理论分析,结合一些学者的现场试验,针对周边孔间距、布置空孔、装药轴向不耦合系数对超欠挖的影响进行数值模拟得出:在爆破设计中选择合适周边孔间距、在适当位置布置空孔、选择合理的轴向不耦合装药系数都会很好的改善爆破效果,减少爆破后的超欠挖现象。
陈然[9]（2020）在《基于双门限阈值的爆堆岩块图像分割技术及图像识别系统开发》文中研究说明爆破块度是评价爆破效果的重要指标,建立爆破块度快速检测与评价的方法对矿山生产有着重要的现实意义。为此,本文将计算机图像识别技术引入爆堆块度的信息检测,针对露天矿山大方量爆堆块度分布特征,建立爆堆块度的图像分割方法,开发爆堆块度图像识别系统。实现了大方量爆破块度的高效检测和块度量化反馈,具体的研究工作与成果如下。（1）爆堆块度的图像分割技术研究。针对露天矿山爆堆块度具有大规模、粘连、差异大且形状不规则的特点,在综合分析各种图像分割技术的适应性的基础上,开发了双门限阈值图像分割技术。通过多种图像分割技术对爆破岩石图像分割效果比较,开发的双门限阈值图像分割方法在岩块与背景的二值化分割上具有优势,岩石表层噪声的过滤效果最优。应用开发的双门限阈值图像分割方法对不同岩性的岩块图像进行分割,表明了建立的分割方法适应性强。（2）图像识别系统（BFAS3.0）开发。进行了图像处理流程设计,针对采集的图像特点提出了岩石场景图像降噪和预处理方法,对于自然光照不均使得目标区域有阴影产生,灰度直方图失去双峰分布的特点,采用了直方图均衡化的预处理手段,并应用USM增强算法、形态学的腐蚀与膨胀等方法对岩块灰度图像进行再处理。同时根据系统框架进行参数测试,形成了一套能快速实现由图像的分辨率推导、图像预处理、融合岩块定位分割、岩块几何尺寸计算到块度信息展示的BFAS3.0。（3）应用研究。以广东惠州某露天台阶爆破为对象,开展BFAS3.0应用研究。首先,建立爆堆图像采集系统,先后对5次不同爆破参数的爆堆进行图像采集,然后,应用BFAS3.0进行图像导入、分辨率推导、图像预处理、图像分割最终到统计结果输出,得出了每次爆破的块度定量描述指标。根据反馈结果,进行了爆破参数优化建议。
王韶辉[10]（2020）在《露天煤矿煤岩爆破块度分布规律及爆破参数优化研究》文中认为在哈尔乌素露天煤矿煤层进行松动爆破时,形成的煤块尺寸过大或者过小,都会直接影响矿山的经济效益。当爆破强度较高时,形成的煤块尺寸较小,导致粉尘污染,严重威胁着工人的身体健康和当地的生态环境;当爆破强度较低时,形成的煤块尺寸较大,二次破碎成本增加,移运难度加大。这两个方面的问题严重制约着哈尔乌素露天矿的可持续发展。为响应露天矿绿色安全高效开采的主题,必须对哈尔乌素露天矿爆破块度进行准确的评价研究,对相应的爆破参数进行优化。论文基于分形理论分析方法,结合G-G-S（Gate-Gaudin-Schuhman粒度分布函数）公式、指数对比法以及偏微分等方法,得出了爆堆矿岩块度分布的分形模型,提出了借助于分形理论、摄影测量技术和计算机图像处理技术,用以求导N（x）的方法,开发出了“爆堆块度分布的自动与分形测试系统”。根据应力波衰减理论,建立炸药爆炸后周围煤层的破碎分区模型,揭示了爆炸应力波在传播过程中的耗散规律。利用分离式霍普压杆试验系统（SHPB）试验,建立了爆破荷载与室内试样冲击破坏试验施加载荷之间的关系,开展了气压由0.13MPa到2.0MPa之间的煤岩试样冲击载荷试验,基于高速摄像系统定性地描述了煤岩试样动态破坏形态特征。同时,利用筛分直接测量方法得出了试样破坏后的块度分布特征。基于分形维数定量地描述SHPB试验中煤岩试样动态破坏形态特征,得出了试样破坏后的块度分维特征。按照粒径范围将破坏后碎块划分为三组:大径,中径,粉粒,分析得到了三组尺度下煤岩碎块质量百分比随气压的变化规律。给出了爆破评价的两个原则,推导出了室内冲击载荷试验的气压范围为0.30MPa≤P<0.90MPa。利用数字计算方法,搭建了煤层爆破块度图像识别系统,对现场两个炮孔区域间的爆破块度进行首次识别和二次识别,得出现场煤层爆破块度分布特征。另外,根据分形维数计算方法,得出了现场煤岩爆破块度的分维特征。综合室内冲击载荷试验和现场煤层爆破块度分析,计算出了单孔爆破区域分区的爆破范围。基于此范围提出了增加炮孔间距与排距和减小炸药量两种爆破参数优化方案并采用ANSYS/LS-DYNA软件进行模拟验证,结果表明两种方案条件下颗粒煤的质量百分比分别减小了8.36%与5.71%,块煤率分别提高了2.04%与1.39%。方案一增加炮孔间距与排距所带来的优化效果更佳明显。该论文有图66幅,表34个,参考文献130篇。
二、分形理论在岩体爆破工程中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、分形理论在岩体爆破工程中的应用（论文提纲范文）
（1）深水钻孔爆破的冲击波衰减规律及防护研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 1.5 研究方法及技术路线 |
| 第2章 水下钻孔爆破破岩机理及岩石中应力波特性 |
| 2.1 水下钻孔爆破破岩机理 |
| 2.1.1 岩石动力学特性 |
| 2.1.2 水下钻孔爆破破岩机理 |
| 2.2 应力波在岩石中的传播特性 |
| 2.2.1 岩石中应力波特性 |
| 2.2.2 水下钻孔爆破孔壁压力计算 |
| 2.2.3 粉碎区及裂隙区半径计算 |
| 第3章 深水钻孔爆破的冲击波传播衰减规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水中冲击波特性 |
| 3.2.1 水下爆破基本现象及特点 |
| 3.2.2 水中冲击波传播理论 |
| 3.2.3 水中冲击波的基本方程 |
| 3.2.4 水中冲击波基本参数 |
| 3.3 深水钻孔爆破冲击波传播及衰减规律 |
| 3.3.1 40m水下钻孔爆破水中冲击波分布及传播规律 |
| 3.3.2 65m水下钻孔爆破水中冲击波分布及传播规律 |
| 3.3.3 90m水下钻孔爆破水中冲击波分布及传播规律 |
| 3.3.4 水深对水下钻孔爆破冲击波分布及传播影响分析 |
| 3.3.5 小结 |
| 3.4 基于HHT的水中冲击波信号时频特性分析 |
| 3.4.1 HHT信号分析方法及原理 |
| 3.4.2 水下钻孔爆破冲击波信号随水平距离增加的频谱特性分析 |
| 3.4.3 水下钻爆孔口上方冲击波信号沿高程变化的频谱特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 深水钻孔爆破基岩损伤防护研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水下岩石基础开挖成型消能-聚能联合控制爆破技术 |
| 4.2.1 ERB技术工艺及装药结构 |
| 4.2.2 水下钻孔爆破中ERB基岩防护理论 |
| 4.2.3 冲击波对岩体的损伤指标 |
| 4.3 模拟40M水下ERB深水钻孔爆破损伤防护试验 |
| 4.3.1 水下基岩损伤防护爆破试验方案设计 |
| 4.3.2 水下基岩损伤防护爆破试验步骤及结果 |
| 4.4 ERB基岩损伤防护效果评价与分析 |
| 4.4.1 基于PZT的基岩损伤监测原理 |
| 4.4.2 基于PZT主动式监测方案及信号采集 |
| 4.4.3 基于PZT的基岩损伤评价及分析 |
| 4.4.4 小结 |
| 4.5 水下钻孔爆破孔底基岩损伤深度分析 |
| 4.5.1 基于PZT的损伤深度监测方案及原始信号的采集 |
| 4.5.2 ERB防护作用下基岩损伤深度分析 |
| 4.5.3 小结 |
| 4.6 深水钻孔爆破基岩损伤防护理论的工程应用 |
| 4.6.1 工程背景 |
| 4.6.2 爆破总体方案及环形沟槽基岩损伤防护爆破设计 |
| 4.6.3 工程进展 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 深水钻孔爆破水中冲击波防护研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水下钻孔爆破水中冲击波防护概述 |
| 5.2.1 水中爆破冲击波防护理论 |
| 5.2.2 水下爆破冲击波气幕防护技术 |
| 5.2.3 深水下爆破冲击波防护面临的主要问题 |
| 5.3 深水高压释放型气幕基本原理 |
| 5.3.1 高压气体释放理论 |
| 5.3.2 深水高压瞬态气幕防护系统与持时分析 |
| 5.4 高压释放型气幕形态特性及阻波机理研究 |
| 5.4.1 小型高压释放型气幕发生装置的构建 |
| 5.4.2 高压释放型气幕特性及冲击波载荷下的变形机理 |
| 5.4.3 瞬态释放型高压气幕阻波特性试验研究 |
| 5.4.4 考虑气幕形态影响的水中气泡帷幕阻波过程数值计算分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（2）基于消能爆破技术的水下钻孔爆破损伤控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩体爆破损伤机理 |
| 1.2.2 岩体爆破损伤检测技术 |
| 1.2.3 岩体爆破损伤控制技术 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 主要研究方法及内容 |
| 第2章 岩体爆破过程及消能爆破技术 |
| 2.1 岩体爆破的物理过程 |
| 2.1.1 爆炸应力波 |
| 2.1.2 爆破能量 |
| 2.2 岩体爆破损伤 |
| 2.2.1 岩体损伤力学 |
| 2.2.2 岩体损伤判据 |
| 2.3 消能爆破技术 |
| 2.4 深水环境对岩体爆破的影响 |
| 2.4.1 水下环境的影响 |
| 2.4.2 水下消能爆破技术理论分析 |
| 第3章 水下消能爆破技术模型试验研究 |
| 3.1 探索试验 |
| 3.2 水下消能爆破模型试验 |
| 3.2.1 试验模型及测点 |
| 3.2.2 模型装药结构 |
| 3.2.3 水下爆破环境 |
| 3.2.4 压电信号监测与分析系统 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 基于压电陶瓷的损伤检测 |
| 3.3.2 基于信号峰值变化的损伤分析 |
| 3.3.3 基于能量分析的爆破损伤因子 |
| 3.3.4 基岩部分损伤控制效果研究 |
| 3.3.5 炮孔轴线上损伤深度控制研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于水下消能爆破技术的数值模拟研究 |
| 4.1 不同药量下爆破损伤的数值模拟 |
| 4.2 基岩部分损伤控制数值模拟 |
| 4.3 损伤深度控制数值模拟结果 |
| 4.4 水下消能爆破技术的现场应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（3）爆破荷载作用下岩体能量演化及失稳破裂研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石破坏过程中的能量研究 |
| 1.2.2 爆破荷载下岩体动态响应的研究 |
| 1.3 目前研究存在的问题与不足 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 岩体爆破破裂理论及数值方法简介 |
| 2.1 岩体爆破破裂机理 |
| 2.1.1 爆炸应力波传播 |
| 2.1.2 岩石爆破破裂机理 |
| 2.2 岩体应变能理论推导 |
| 2.3 数值方法介绍 |
| 2.3.1 数值方法简介 |
| 2.3.2 岩石本构模型 |
| 2.3.3 炸药和空气状态方程 |
| 3 单孔不耦合装药爆破下岩体能量演化及裂纹扩展规律 |
| 3.1 单孔不耦合装药爆破数值模拟模型建立及参数校准 |
| 3.1.1 数值模型建立 |
| 3.1.2 物理材料参数 |
| 3.1.3 数值模拟结果与分析 |
| 3.2 不耦合系数对岩体能量演化及裂纹发育的影响 |
| 3.2.1 不耦合系数对爆破孔壁压力的影响 |
| 3.2.2 不耦合系数对岩体能量演变的影响 |
| 3.2.3 不耦合系数对爆生裂纹扩展的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 爆破荷载下深部隧道围岩能量演化及破裂规律 |
| 4.1 数值模型简介 |
| 4.2 高地应力隧道开挖后围岩应变能分布规律 |
| 4.2.1 侧压力系数对隧道围岩应变能分布的影响 |
| 4.2.2 裂纹倾角对隧道围岩应变能分布的影响 |
| 4.3 爆破荷载下隧道围岩应变能演化规律 |
| 4.4 爆破荷载下隧道迎爆侧裂纹扩展规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 应力解除爆破对深部隧道稳定性影响分析 |
| 5.1 应力解除爆破概述 |
| 5.2 工程背景 |
| 5.3 数值模型构建 |
| 5.4 应力解除爆破对隧道稳定性影响分析 |
| 5.4.1 应力解除爆破作用下隧道围岩应力响应特征 |
| 5.4.2 应力解除爆破作用下隧道围岩损伤分析 |
| 5.4.3 应力解除爆破作用下掌子面前方围岩应变能演化分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）水孔光面爆破裂缝扩展研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光面爆破参数研究现状 |
| 1.2.2 岩石爆破损伤研究现状 |
| 1.2.3 岩石爆破裂缝扩展研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容、研究方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 光面爆破机理探讨 |
| 2.1 光面爆破岩石损伤理论 |
| 2.1.1 光面爆破围岩损伤范围的形成机理 |
| 2.1.2 水孔光面爆破岩石的压碎区和裂隙区 |
| 2.2 光面爆破成缝机理 |
| 2.2.1 光面爆破成缝理论 |
| 2.2.2 裂缝起裂 |
| 2.2.3 裂缝的扩展与止裂 |
| 2.3 光面爆破参数及对裂缝扩展的影响 |
| 2.3.1 装药结构及装药量 |
| 2.3.2 炮孔间距 |
| 2.3.3 光爆层厚度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 不耦合装药数值模拟 |
| 3.1 LS-DYNA理论 |
| 3.1.1 LS-DYNA简介 |
| 3.1.2 LS-DYNA的基本算法 |
| 3.2 LS-DYNA材料本构模型及参数的选取 |
| 3.2.1 岩石材料本构模型 |
| 3.2.2 炸药材料模型及状态方程 |
| 3.2.3 空气、水材料模型及状态方程 |
| 3.3 水不耦合装药的模拟分析 |
| 3.3.1 径向水不耦合装药分析 |
| 3.3.2 轴向水不耦合装药分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 径向水不耦合装药下炮孔间成缝机理研究 |
| 4.1 岩石失效准则的合理选取 |
| 4.1.1 最小静水压力失效准则 |
| 4.1.2 最小主应变失效准则 |
| 4.1.3 最大剪应变失效准则 |
| 4.2 径向水不耦合装药下多孔成缝过程数值模拟 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 径向水不耦合装药下多孔成缝过程分析 |
| 4.3 炮孔间裂缝贯通机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光面爆破参数对裂缝扩展的影响 |
| 5.1 光爆层厚度对自由面方向裂缝扩展的研究 |
| 5.1.1 计算模型 |
| 5.1.2 计算结果分析 |
| 5.1.3 不同光爆层厚度对自由面方向裂缝扩展的影响 |
| 5.2 炮孔间距对炮孔间裂缝扩展的研究 |
| 5.2.1 计算模型 |
| 5.2.2 不同孔距对炮孔间裂缝扩展的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A (攻读学位期间发表成果目录) |
（5）地表出露海相碳酸盐岩动态力学特性及应力波衰减规律研究 ——以川东北黑池梁地区为例（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义(Backgrounds and Significances) |
| 1.2 国内外研究现状(Research Status at Home and Abroad) |
| 1.3 主要研究内容和方法(Main Research Contents and Methodologies) |
| 2 海相碳酸盐岩基本物理力学性能 |
| 2.1 岩样采集与试件制备(Specimen Preparation) |
| 2.2 海相碳酸盐岩的基本物理性质(Fundamental Physical Property of Marine Carbonate Rocks) |
| 2.3 海相碳酸盐岩试件单轴压缩试验(Uniaxial Compression Test of Marine Carbonate Rocks) |
| 2.4 海相碳酸盐岩基本力学性能(Fundamental Mechanical Properties of Marine Carbonate Rocks) |
| 2.5 本章小结(Chapter Summary) |
| 3 海相碳酸盐岩动态力学特性试验与分析 |
| 3.1 分离式霍普金森压杆试验技术原理(Principle of SHPB Testing Technique) |
| 3.2 分离式霍普金森压杆试验系统(SHPB Testing System) |
| 3.3 海相碳酸盐岩动态冲击试验(Dynamic Test of Marine Carbonate Rocks under Impact Load) |
| 3.4 冲击荷载作用下海相碳酸盐岩动态力学性能(Dynamic Mechanical Properties of Marine Carbonate Rocks under Impact Load) |
| 3.5 本章小结(Chapter Summary) |
| 4 海相碳酸盐岩动态破碎特征与能量耗散规律 |
| 4.1 海相碳酸盐岩试件动态压缩破碎特征(Fairlure Characteristics of Marine Carbonate Rocks under Dynamic Compression) |
| 4.2 海相碳酸盐岩动态破碎耗能特征(Energy Dissipative Characteristics of Marine Carbonate Rocks under Dynamic Compression) |
| 4.3 海相碳酸盐岩试件破碎分形特征(Fractal Characteristics of Fragmented Marine Carbonate Rocks) |
| 4.4 本章小结(Chapter Summary) |
| 5 海相碳酸盐岩中应力波衰减规律 |
| 5.1 无限介质中的弹性应力波方程(Elastic Stress Wave Equation in Infinite Medium) |
| 5.2 一维长杆中的应力波(Stress Wave in a One-Dimensional Long Bar) |
| 5.3 一维杆中线弹性应力波方程有效性的讨论(Discussion on the Effectiveness of Linear Elastic Stress Wave in One-Dimensional Bars) |
| 5.4 一维杆中的弹塑性应力波(Elastic and Plastic Wave in One-Dimensional Bars) |
| 5.5 岩石中的应力波(Stress Wave in Rocks) |
| 5.6 数值模拟试验研究(Research on Numerical Simulation) |
| 5.7 SHPB 试验数值模拟(Numerical Simulation of SHPB Test) |
| 5.8 岩石杆中应力波衰减规律数值模拟研究(Numerical Simulation of Stress Wave Attenuation in Rock Bar) |
| 5.9 爆炸应力波在岩石杆中的衰减规律数值模拟研究(Numerical Simulation Study on Attenuation Law of Explosion Stress Wave in Rock Bar) |
| 5.10 本章小结(Chapter Summary) |
| 6 工程问题的数值模拟研究 |
| 6.1 理论分析(Theoretical Analysis) |
| 6.2 数值模拟技术及参数(Numerical Simulation Techniques and Parameters) |
| 6.3 起爆位置试验研究(Simulation Study on Detonation Position) |
| 6.4 不耦合介质试验研究(Simulation Study on Uncoupled Medium) |
| 6.5 最佳装药结构试验研究(Simulation Study on Optimum Charge Structure) |
| 6.6 径高比1:4集中药包结构试验研究(Simulation Study on Concentrated Charge Structure with 1:4 Diameter to Height Ratio) |
| 6.7 井径6cm装药结构试验研究(Simulation Study on Charge Structure in 6cm Well) |
| 6.8 工程实例(Engineering examples) |
| 6.9 本章小结(Chapter Summary) |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论(Conclusions) |
| 7.2 展望(Prospects) |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）爆破载荷作用下岩体损伤效应的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石损伤力学研究 |
| 1.2.2 光面爆破相关参数研究 |
| 1.2.3 岩体爆破损伤数值模拟方法研究 |
| 1.3 研究内容与主要技术路线 |
| 第2章 岩体爆破损伤基础理论 |
| 2.1 岩体爆破损伤力学分析 |
| 2.1.1 爆破理论模型 |
| 2.1.2 损伤变量 |
| 2.1.3 爆破损伤研究方法 |
| 2.2 岩体爆破破碎机理 |
| 2.2.1 爆破破碎基本理论 |
| 2.2.2 岩体内部爆破作用特点 |
| 2.3 岩体爆破损伤范围计算 |
| 2.3.1 偏心和中心装药不耦合系数确定 |
| 2.3.2 孔壁受爆破载荷作用分析 |
| 2.3.3 导向孔作用理论分析 |
| 2.3.4 岩体破坏准则和损伤范围理论分析 |
| 2.3.5 工程实例 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 爆破损伤数值模拟研究 |
| 3.1 数值模拟软件LS-DYNA介绍 |
| 3.1.1 LS-DYNA程序算法 |
| 3.1.2 LS-DYNA动力学计算理论 |
| 3.2 岩体爆破损伤数值模型建立 |
| 3.2.1 材料模型和状态方程参数 |
| 3.2.2 有限元模型建立和网格划分 |
| 3.2.3 模型边界条件设置 |
| 3.3 岩体爆破损伤过程分析 |
| 3.3.1 岩体损伤扩展过程 |
| 3.3.2 爆炸冲击速度、压力分析 |
| 3.4 爆破损伤过程影响因素研究 |
| 3.4.1 不耦合系数对岩体损伤效应影响分析 |
| 3.4.2 中心和偏心装药结构分析 |
| 3.4.3 导向孔作用分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 爆破损伤结果分析 |
| 4.1 理论-模拟-经验方法的损伤分区结果对比 |
| 4.2 岩体爆破损伤特征分析 |
| 4.2.1 岩体爆破瞬态损伤规律 |
| 4.2.2 岩体爆破损伤展布特征 |
| 4.3 基于质点峰值振动速度指标的损伤分析 |
| 4.3.1 岩体损伤度与质点峰值振动速度关系 |
| 4.3.2 应力峰值与质点峰值振动速度统计关系 |
| 4.3.3 基于一维应力波理论的质点峰值速度分析 |
| 4.4 小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录Ⅰ 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
（7）初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释说明清单一 |
| 注释说明清单二 |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深部岩体力学特性研究 |
| 1.2.2 岩石动态力学特性研究现状 |
| 1.2.3 相似材料的研究现状 |
| 1.2.4 深部围岩内爆破破岩特征研究 |
| 1.2.5 目前遇到的问题 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容与方法 |
| 1.3.3 研究技术路线 |
| 2 深部地质力学环境与岩石动态力学特性分析 |
| 2.1 深部的复杂地质力学环境 |
| 2.1.1 深部的“三高一扰动” |
| 2.1.2 深部的定义 |
| 2.1.3 深部岩体应力分布规律 |
| 2.2 初始应力对岩石静态强度及破坏的影响 |
| 2.3 初始应力状态下岩石的动态力学特性分析 |
| 2.3.1 引言 |
| 2.3.2 初始应力对岩石类材料的动态力学性能影响 |
| 2.3.3 初始应力状态下岩石类材料在冲击载荷作用下的破碎能量耗散特征 |
| 2.3.4 初始应力对岩石类材料的能量吸收特性影响 |
| 2.3.5 初始应力对岩石类材料破碎断裂能的影响 |
| 2.3.6 初始应力状态下岩石类材料分形维数与能量耗散的关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 初始应力状态下岩石爆破破裂机理及其计算模型分析 |
| 3.1 岩石爆破破岩机理 |
| 3.1.1 岩石爆破作用的基本观点 |
| 3.1.2 岩石在炸药作用下发生破坏的物理过程 |
| 3.1.3 压碎区、裂隙区、震动区特性 |
| 3.1.4 压碎圈与裂隙圈半径计算 |
| 3.2 岩石爆破的理论模型 |
| 3.2.1 连续介质损伤力学 |
| 3.2.2 岩石爆破损伤模型 |
| 3.2.3 岩石爆破分形损伤模型 |
| 3.3 深部岩体爆破破裂机理分析 |
| 3.3.1 初始应力对岩石爆破裂纹扩展的影响 |
| 3.3.2 初始应力对爆破应力波传播的影响 |
| 3.3.3 初始地应力对爆破中区损伤范围的影响 |
| 3.3.4 初始地应力对爆破远区震动的影响 |
| 3.3.5 考虑初始地应力的岩石爆破破裂过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 透明硬岩相似材料的研制及其动态力学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制作透明类硬岩石材料的要求 |
| 4.2.1 透明 |
| 4.2.2 类岩石性 |
| 4.2.3 强度可调 |
| 4.3 透明岩石相似材料研制过程 |
| 4.3.1 原材料的选择 |
| 4.3.2 原料介绍 |
| 4.3.3 制作方法 |
| 4.4 透明硬岩相似材料的物理力学特性 |
| 4.4.1 透明性表征 |
| 4.4.2 单轴抗压强度测试 |
| 4.4.3 单轴抗拉强度测试 |
| 4.5 透明岩石材料的相似性分析 |
| 4.5.1 基本力学性能对比 |
| 4.5.2 破坏形式对比与分析 |
| 4.6 爆破模型试验的应用 |
| 4.6.1 试验设计 |
| 4.6.2 结果及分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 透明岩石爆破相似模型试验设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型试验装置简介 |
| 5.3 模型试验的相似性研究 |
| 5.3.1 相似的概念 |
| 5.3.2 相似三定理 |
| 5.3.3 模型试验相似准则 |
| 5.3.4 模型试验相似常数 |
| 5.4 模型试验方案 |
| 5.4.1 模型材料配比设计 |
| 5.4.2 爆破动力设计 |
| 5.4.3 应力加载设计 |
| 5.4.4 模型试验过程设计 |
| 5.4.5 模型试爆 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 初始应力条件下透明岩石爆破相似模型试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单向荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.2.1 试验描述 |
| 6.2.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.2.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.2.4 小结 |
| 6.3 双向等围压荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.3.1 试验描述 |
| 6.3.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.3.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.3.4 小结 |
| 6.4 双向不等荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.4.1 试验描述 |
| 6.4.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.4.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.4.4 小结 |
| 6.5 初始应力下不耦合系数对裂纹扩展影响的试验研究 |
| 6.5.1 试验描述 |
| 6.5.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.5.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.5.4 小结 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（8）隧道光面爆破施工超欠挖影响因素分析及控制技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 对光面爆破技术的研究现状 |
| 1.2.2 对超欠挖现象的研究现状 |
| 1.2.3 已有研究的不足 |
| 1.3 本文研究内容及研究目标 |
| 1.3.1 研究内容及目标 |
| 1.3.2 研究技术路线图及创新点 |
| 2.光面爆破作用机理及超欠挖控制标准 |
| 2.1 光面爆破简介 |
| 2.2 光面爆破作用机理 |
| 2.2.1 应力波叠加破坏理论 |
| 2.2.2 爆生气体压碎破坏理论 |
| 2.2.3 应力波与爆生气体综合作用理论 |
| 2.3 光面爆破设计参数 |
| 2.3.1 周边炮孔设计参数 |
| 2.3.2 炸药品种的选择 |
| 2.3.3 装药结构 |
| 2.3.4 炮孔堵塞 |
| 2.4 隧道光面爆破开挖控制标准 |
| 2.4.1 超欠挖控制标准 |
| 2.4.2 光面爆破参数控制标准 |
| 3.围岩节理对光面爆破超欠挖的影响研究及数值模拟 |
| 3.1 有限元基本理论概述及ANSYS/LS-DYNA简介 |
| 3.1.1 有限元分析的基本理论及爆破数值模拟的必要性 |
| 3.1.2 ANSYS/LS-DYNA简介 |
| 3.1.3 模型边界设定及材料模型的选取 |
| 3.1.4 模拟算法的选取 |
| 3.2 无节理岩体隧道光面爆破模拟 |
| 3.2.1 依托工程介绍 |
| 3.2.2 隧道有限元模型的建立 |
| 3.2.3 无节理岩体隧道光面爆破过程模拟 |
| 3.2.4 无节理岩体隧道光面爆破模拟结果分析 |
| 3.3 围岩节理产状对隧道光面爆破超欠挖的影响研究 |
| 3.3.1 节理产状对隧道超欠挖形成的机理研究 |
| 3.3.2 节理产状对爆破效果影响的现场试验研究 |
| 3.3.3 有限元模型的建立 |
| 3.3.4 不同节理产状岩体爆破过程模拟 |
| 3.3.5 模拟结果分析及结论 |
| 3.4 围岩节理强度和宽度对隧道光面爆破超欠挖的影响研究 |
| 3.4.1 节理强度和宽度对隧道超欠挖形成的机理研究 |
| 3.4.2 节理强度和宽度对爆破效果影响的模型试验研究 |
| 3.4.3 有限元模型的建立 |
| 3.4.4 不同节理强度和宽度对爆破效果的影响模拟 |
| 3.4.5 模拟结果分析及结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.风动凿岩机及凿岩台车对光面爆破超欠挖的影响研究 |
| 4.1 我国隧道凿岩设备的发展 |
| 4.2 风动凿岩机简介及钻孔优缺点 |
| 4.2.1 风动凿岩机的构造及动作原理 |
| 4.2.2 风动凿岩机钻孔的优缺点及对超欠挖的影响 |
| 4.3 凿岩台车简介及钻孔优缺点 |
| 4.3.1 三臂凿岩台车的构造以及工作原理 |
| 4.3.2 凿岩台车钻孔的优缺点及对超欠挖的影响 |
| 4.4 凿岩台车和风动凿岩机经济性对比 |
| 4.5 严格控制钻孔精度以减少隧道超欠挖 |
| 4.5.1 钢拱架限制下提高钻孔精度的措施 |
| 4.5.2 操作空间限制下提高钻孔精度的措施 |
| 4.6 本章小结 |
| 5.引起光面爆破超欠挖的其他重要原因及控制措施 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 周边孔间距对超欠挖的影响研究及数值模拟 |
| 5.2.1 周边孔间距的确定方法 |
| 5.2.2 周边孔间距对爆破效果影响的试验研究 |
| 5.2.3 有限元模型的建立 |
| 5.2.4 不同周边孔间距爆破过程模拟及分析 |
| 5.3 布置空孔对隧道超欠挖的影响研究及数值模拟 |
| 5.3.1 光面爆破中空孔的作用机理及布设方法 |
| 5.3.2 布置空孔对爆破效果影响的试验研究 |
| 5.3.3 有限元模型的建立 |
| 5.3.4 空孔对光面爆破成型的数值模拟及分析 |
| 5.4 装药不耦合系数对超欠挖的影响研究及数值模拟 |
| 5.4.1 装药不耦合系数的确定方法 |
| 5.4.2 装药不耦合系数对爆破效果影响的试验研究 |
| 5.4.3 有限元模型的建立 |
| 5.4.4 不同轴向不耦合系数爆破过程模拟及分析 |
| 5.5 测量放线对超欠挖的影响及控制措施 |
| 5.6 施工组织管理对超欠挖的影响及控制措施 |
| 5.7 本章小结 |
| 6.结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介以及攻读硕士期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）基于双门限阈值的爆堆岩块图像分割技术及图像识别系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩块块度自动检测技术研究现状 |
| 1.2.2 基于数字图像的爆堆岩石块度分割技术 |
| 1.2.3 爆堆岩石块度图像识别系统 |
| 1.3 主要内容方法与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 爆破块度图像识别的分割技术综述 |
| 2.1 基于传统图像分割理论的分割法 |
| 2.2 结合特定理论的新型图像分割方法 |
| 2.2.1 基于阈值的改进分割法 |
| 2.2.2 基于分水岭的改进分割法 |
| 2.2.3 基于边缘与区域相结合的分割法 |
| 2.3 爆堆图像分割发展方向 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于双门限阈值的爆堆岩块图像分割技术研究 |
| 3.1 基于双门限阈值的爆堆岩块图像分割算法流程与实施步骤 |
| 3.1.1 概述 |
| 3.1.2 爆堆岩块图像的双门限阈值算法实现步骤 |
| 3.1.3 爆堆岩块图像的双门限阈值算法参数的确定 |
| 3.2 爆堆岩块双门限阈值图像分割方法讨论与分析 |
| 3.2.1 小径湾花岗岩爆堆不同分割算法实验结果及分析 |
| 3.2.2 大亚湾红砂岩爆堆不同分割算法实验结果及分析 |
| 3.2.3 双门限阈值分割算法误差分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 爆堆岩块图像识别系统(BFAS3.0)设计与实现 |
| 4.1 爆堆岩石图像的预处理模块设计与实现 |
| 4.1.1 灰度化处理 |
| 4.1.2 降噪处理 |
| 4.1.3 增强处理 |
| 4.1.4 形态学运算 |
| 4.2 爆堆图像分割模块设计与实现 |
| 4.2.1 非粘连岩块分割 |
| 4.2.2 粘连岩块分割 |
| 4.3 块体粒径几何特征参数计算模块设计与实现 |
| 4.4 统计结果与输出模块的设计与实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 BFAS3.0在大方量爆破工程中的应用 |
| 5.1 大方量图像采集实施方案 |
| 5.2 大方量爆破参数设计方案 |
| 5.2.1 工程概况与爆破工程存在的问题 |
| 5.2.2 大方量爆破参数优化实验方案设计 |
| 5.2.3 大方量爆破参数优化实验方法步骤 |
| 5.2.4 主要仪器 |
| 5.3 爆破块度测试结果 |
| 5.4 基于爆破块度的爆破参数优化 |
| 5.4.1 试验结果讨论与分析 |
| 5.4.2 爆破参数优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（10）露天煤矿煤岩爆破块度分布规律及爆破参数优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与方法 |
| 1.4 预计创新点 |
| 2 露天煤矿煤岩爆破块度分布影响因素研究 |
| 2.1 块度分布影响因素分析 |
| 2.2 爆破块度的影响因素权重分析 |
| 2.3 不同工艺参数下台阶爆破数值计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 露天煤矿煤岩冲击破坏及块度分布特性试验 |
| 3.1 煤岩室内冲击试验载荷确定的理论推导 |
| 3.2 煤岩室内冲击载荷试验概述 |
| 3.3 冲击破坏后煤岩块度分布评价模型 |
| 3.4 煤岩冲击破坏特征及块度分布评价 |
| 3.5 煤岩冲击破坏特征评价 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 露天煤矿台阶爆破爆堆块度分布规律及爆破评价 |
| 4.1 台阶爆破的块度的现场分析方法 |
| 4.2 爆堆块度分布的图像数字处理软件研发 |
| 4.3 哈尔乌素露天煤矿爆堆块度统计 |
| 4.4 基于块度分布的爆破工艺参数评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 露天煤矿爆破工艺优化试验及块度分布效果评价 |
| 5.1 哈尔乌素露天煤矿台阶爆破参数优化 |
| 5.2 哈尔乌素露天煤矿台阶爆破优化方案的理论分析 |
| 5.3 台阶爆破优化方案实施的块度分布及评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 7 附录 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、分形理论在岩体爆破工程中的应用（论文参考文献）
- [1]深水钻孔爆破的冲击波衰减规律及防护研究[D]. 司剑峰. 武汉科技大学, 2021(01)
- [2]基于消能爆破技术的水下钻孔爆破损伤控制研究[D]. 熊伟. 武汉科技大学, 2021(01)
- [3]爆破荷载作用下岩体能量演化及失稳破裂研究[D]. 李富杰. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]水孔光面爆破裂缝扩展研究[D]. 王太福. 昆明理工大学, 2021(01)
- [5]地表出露海相碳酸盐岩动态力学特性及应力波衰减规律研究 ——以川东北黑池梁地区为例[D]. 邱若华. 中国矿业大学, 2020(07)
- [6]爆破载荷作用下岩体损伤效应的数值模拟研究[D]. 吕亚茹. 兰州理工大学, 2020(01)
- [7]初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究[D]. 葛进进. 安徽理工大学, 2020(07)
- [8]隧道光面爆破施工超欠挖影响因素分析及控制技术研究[D]. 张旭. 北京交通大学, 2020(03)
- [9]基于双门限阈值的爆堆岩块图像分割技术及图像识别系统开发[D]. 陈然. 南华大学, 2020(01)
- [10]露天煤矿煤岩爆破块度分布规律及爆破参数优化研究[D]. 王韶辉. 中国矿业大学, 2020(01)