预裂缝充水对减震效果的影响分析-矿业114网 
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预裂缝充水对减震效果的影响分析
2015-09-07
运用ANSYS/LSDYNA软件对预裂缝中不同充水高度时的台阶爆破进行数值模拟,获得平均减震率,通过对平均减震率随预裂缝中充水高度变化规律的分析,得出:预裂缝充水高度小于04倍预裂缝深度时,预裂缝充水对减震效果的影响不大;预裂缝充水高度大于04倍预裂缝深度时,随着充水高度的增加,减震效果下降迅速。结论对预裂爆破工程减震效果具有科学的指导意义。
Serial No. 556 August. 2015 现 ꢀ 代 ꢀ 矿 ꢀ 业 2015总年 第85月56第期 8 期 MODERN MINING 预 裂 缝 充 水 对 减 震 效 果 的 影 响 分 析 巫 雨 田 1 ꢀ 房 泽 法 2 ( 1. 紫 金 矿 业 集 团 股 份 有 限 公 司 紫 金 矿 冶 设 计 研 究 院 ; 2. 武 汉 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 ) ꢀ ꢀ 摘 ꢀ 要 ꢀ 运 用 ANSYS / LSDYNA 软 件 对 预 裂 缝 中 不 同 充 水 高 度 时 的 台 阶 爆 破 进 行 数 值 模 拟 , 获 得 平 均 减 震 率 , 通 过 对 平 均 减 震 率 随 预 裂 缝 中 充 水 高 度 变 化 规 律 的 分 析 , 得 出 : 预 裂 缝 充 水 高 度 小 于 0 4 倍 预 裂 缝 深 度 时 , 预 裂 缝 充 水 对 减 震 效 果 的 影 响 不 大 ; 预 裂 缝 充 水 高 度 大 于 0 4 倍 预 裂 缝 深 度 时 , 随 着 充 水 高 度 的 增 加 , 减 震 效 果 下 降 迅 速 。 结 论 对 预 裂 爆 破 工 程 减 震 效 果 具 有 科 学 的 指 导 意 义 。 关 键 词 ꢀ 台 阶 爆 破 ꢀ 数 值 模 拟 ꢀ 充 水 预 裂 缝 ꢀ 减 震 效 果 Analysis of the Influence of Presplitting Fissure Wa2ter Filling to Damping Effects 1 Wu Yutian ꢀ Fang Zefa ( 1. Zijin Design and Research Institute of Mining and Metallurgy, Zijin Mining Group Co. , Ltd. ; 2 . School of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Technology) Abstractꢀ The bench blasting process of the different water filling height in presplitting fissure is simulated by ANSYS / LSDYNA software, the average damping rate is obtained. The change rule of the average damping rate with the water filling height in presplitting fissure is analyzed in depth, the results show that the water filling height is lower than the depth of presplitting fissure of 0. 4 times, the influ ence of water filling in presplitting fissure is little; otherwise, with the increase of water filling height, the damping effects decreased rapidly. The above conclusion has the guidance significance of the damping effect of presplitting engineering. Keywordsꢀ Bench blasting, Numerical simulation, Water filling presplitting, Damping effect [ ꢀ ꢀ 台 阶 爆 破 中 , 常 采 用 预 裂 爆 破 控 制 主 爆 炮 孔 爆 得 了 一 定 的 成 果 46] 。 本 文 以 小 型 采 石 场 台 阶 爆 破 为 基 础 , 采 用 有 限 元 动 力 分 析 软 件 ANSYS / LSDY NA 建 立 预 裂 缝 中 不 同 充 水 高 度 时 的 数 值 模 型 , 探 究 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 对 减 震 效 果 的 影 响 。 破 对 保 护 岩 体 及 周 围 建 构 筑 物 的 破 坏 。 由 于 主 爆 炮 孔 是 在 预 裂 孔 起 爆 后 才 起 爆 , 当 爆 区 水 文 地 质 条 件 复 杂 或 遇 到 雨 水 天 气 时 , 预 裂 缝 中 可 能 充 水 。 预 裂 缝 充 水 后 , 地 震 波 中 的 纵 波 会 直 接 透 射 过 水 层 进 入 到 预 裂 缝 后 方 的 保 留 岩 体 , 使 得 预 裂 缝 的 减 震 效 果 变 差 。 目 前 , 有 些 学 者 主 要 从 理 论 分 析 的 角 度 对 充 水 预 裂 缝 作 用 机 理 及 其 对 减 震 的 影 响 进 行 研 究 12] 。 然 而 , 由 于 岩 体 是 一 种 非 均 匀 非 连 续 的 介 质 , 这 种 结 构 造 成 了 应 力 波 动 性 质 变 化 多 端 , 很 难 用 理 论 方 法 精 确 地 描 述 裂 隙 岩 体 的 应 力 波 动 3] 。 有 些 学 者 采 用 数 值 模 拟 的 方 法 对 预 裂 缝 ( 减 震 沟 ) 的 减 震 效 果 进 行 了 研 究 , 并 用 数 值 模 拟 的 结 果 指 导 工 程 实 践 , 取 1 ꢀ 充 水 预 裂 缝 数 值 模 型 建 立 及 计 算 1 . 1ꢀ 数 值 计 算 模 型 及 材 料 参 数 以 小 型 采 石 场 台 阶 爆 破 为 例 , 建 立 数 值 计 算 模 [ 型 , 见 图 1。 模 型 总 体 高 18 m, 长 65 m, 宽 28 m。 采 场 台 阶 高 7 m, 炮 孔 直 径 为 90 mm, 孔 深 8 m, 装 药 长 度 为 5 m, 填 塞 长 度 为 3 m, 最 小 抵 抗 线 为 3 m。 预 裂 缝 距 炮 孔 10 m, 预 裂 缝 深 10 m, 长 20 m, 宽 [ 1 4 0 cm, 预 裂 缝 中 充 填 水 高 度 取 0( 即 缝 中 无 水 ) , 2, , 6, 8 和 10 m( 即 缝 中 充 满 水 ) , 共 建 立 6 个 数 值 计 算 模 型 。 地 表 面 、 边 坡 面 及 预 裂 缝 处 为 自 由 边 界 , 不 施 加 任 何 约 束 ; 模 型 的 4 个 侧 面 和 底 面 为 无 反 射 边 界 。 由 于 炮 孔 形 状 仅 对 炮 孔 附 近 局 部 范 围 内 岩 石 的 ꢀ ꢀ 巫 雨 田 ( 1990— ) , 男 , 助 理 工 程 师 , 硕 士 研 究 生 , 364200 福 建 省 龙 岩 市 上 杭 县 北 二 环 紫 金 矿 业 学 院 C 栋 320。 1 4 ꢀ ꢀ 巫 雨 田 ꢀ 房 泽 法 : 预 裂 缝 充 水 对 减 震 效 果 的 影 响 分 析 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2015 年 8 月 第 8 期 力 学 参 数 有 影 响 , 对 于 研 究 离 炮 孔 较 远 处 测 点 的 爆 破 震 动 情 况 没 有 影 响 , 因 此 , 为 方 便 网 格 划 分 , 提 高 计 算 精 度 , 用 方 形 炮 孔 代 替 圆 形 炮 孔 进 行 模 拟 。 图 1ꢀ 充 水 预 裂 缝 数 值 计 算 模 型 示 意 ( 单 位 : m) ꢀ ꢀ 由 于 炮 孔 位 于 台 阶 宽 度 的 中 心 线 上 , 为 提 高 网 ꢀ ꢀ 水 的 状 态 方 程 : 格 划 分 精 度 , 节 省 计 算 资 源 , 只 需 建 立 与 炮 孔 轴 线 相 对 称 的 1 / 2 模 型 , 并 在 对 称 面 上 施 加 对 称 约 束 。 炸 药 网 格 划 分 尺 寸 为 0 02 m × 0 2 m, 预 裂 缝 ( 即 缝 中 的 空 气 和 水 ) 网 格 划 分 尺 寸 为 0 02 m × 0 4 m, 岩 石 网 格 划 分 尺 寸 为 0 4 m × 0 4 m。 三 维 模 型 网 格 划 分 见 图 2。 2 γ α 2 μ 0 ρ0 C μ[ 1 + 1 - ) μ - 2 ( ] 2 P = 2 3 μ μ [ 1 - ( S1 - 1 μ - S2 ) - S3 ] ( μ + 1)2 μ + 1 + ( + ) E , ( 2) γ αμ 0 式 中 , P 为 水 受 到 的 压 力 , MPa; ρ 为 水 的 密 度 , 0 3 kg / m ; γ 为 Grunesien 系 数 ; α 为 对 系 数 γ 的 一 阶 0 0 体 积 修 正 ; E 为 初 始 内 能 , GPa; C 为 V V 曲 线 截 S P 距 ; S 、 S 、 S 为 V V 曲 线 斜 率 的 系 数 ; μ 为 材 料 系 1 2 3 S P 3 数 , ρ/ ρ - 1, ρ 为 水 的 当 前 密 度 , kg / m 。 0 水 的 材 料 参 数 见 表 3。 表 3ꢀ 水 材 料 参 数 图 2ꢀ 三 维 实 体 建 模 ( 1 / 2 模 型 ) 网 格 划 分 1 . 2ꢀ 材 料 参 数 及 数 值 计 算 算 法 密 度 ( kg/ m3 ) C S 1 S 2 S 3 GAMAO A E / 为 模 拟 爆 破 产 生 的 地 震 波 , 使 用 LSDYNA 中 的 998. 2 1 480 2. 56 - 1. 986 0. 227 0. 5 0. 47 0 爆 轰 模 拟 功 能 。 爆 炸 对 围 岩 产 生 的 压 力 作 用 采 用 爆 ꢀ ꢀ 空 气 的 状 态 方 程 : 轰 过 程 的 JWL 状 态 方 程 来 模 拟 , 其 表 达 式 为 P = C +C μ +C μ +C3 μ3 +( C4 +C5 μ +C6 μ2 ) E , 2 0 1 2 ωE ω )e-R1V + B( 1 - ω )e-R2V 0 , P = A( 1 - + ( 3) R V R V V 1 2 式 中 , P 为 空 气 所 受 压 力 , MPa; C0 、 C1 、 C2 、 C3 、 C 、 ( 1) 4 C 、 C 为 常 数 ; E 为 单 位 介 质 体 积 内 能 , GPa; μ 为 材 5 6 式 中 , P 为 爆 炸 产 生 的 压 力 , GPa; V 为 爆 轰 产 物 的 相 对 体 积 ; A、 B、 R 、 R 和 ω 为 炸 药 材 料 常 数 ; E 为 初 3 料 系 数 , ρ/ ρ - 1, ρ 为 空 气 当 前 密 度 , kg / m , ρ 为 空 0 0 1 2 0 3 气 初 始 密 度 , kg / m 。 始 比 内 能 , GPa。 炸 药 的 主 要 材 料 参 数 见 表 1。 为 方 便 计 算 , 一 般 将 空 气 看 作 理 想 气 体 , 则 空 气 表 1ꢀ 炸 药 材 料 参 数 的 材 料 参 数 见 表 4。 CJ 压 力 材 料 常 数 炸 药 密 度 类 型 / ( kg/ m3 ) / ( m/ s) 爆 速 A B E 0 表 4ꢀ 空 气 材 料 参 数 1 / GPa / GPa / GPa R1 R2 ω / GPa 密 度 / ( kg/ m3 ) 1. 293 C 0 C C 0 C 0 C 0. 4 0. 4 C C 0 E 0 0 2 3 4 5 6 乳 化 1 150 4 300 3. 43 214 0. 18 4. 5 1. 0 0. 15 3. 5 炸 药 0 ꢀ ꢀ 炸 药 采 用 Euler 算 法 , 岩 石 、 空 气 、 水 均 采 用 La ꢀ ꢀ 岩 石 采 用 各 向 同 性 的 随 动 硬 化 塑 性 材 料 。 这 种 grange 算 法 。 采 用 流 固 耦 合 方 式 处 理 炸 药 与 岩 石 间 的 相 互 作 用 , 采 用 共 节 点 方 式 处 理 岩 石 、 空 气 、 水 间 的 相 互 作 用 。 材 料 非 常 有 效 , 且 适 合 实 体 单 元 。 岩 石 材 料 参 数 见 表 2。 表 2ꢀ 岩 石 材 料 参 数 弹 性 模 量 1 . 3ꢀ 测 点 布 置 如 图 1, 测 点 布 置 于 预 裂 缝 的 右 侧 AA 剖 面 与 密 度 ( kg/ m3 ) 屈 服 应 力 切 线 模 量 岩 石 类 型 鞍 山 玢 岩 泊 松 比 / / GPa 37 / GPa 0. 12 / GPa 14. 5 2 650 0. 27 地 表 的 交 线 上 , 第 一 个 测 点 离 预 裂 缝 的 距 离 为 2 m, 1 5 总 第 556 期 现 代 矿 业 2015 年 8 月 第 8 期 第 二 个 测 点 离 缝 距 离 为 6 m, 依 次 类 推 , 每 隔 4 m 取 一 个 测 点 , 最 后 一 个 测 点 离 预 裂 缝 的 距 离 为 50 m。 根 据 表 5、 表 6 拟 合 出 无 预 裂 缝 、 无 水 预 裂 缝 及 预 裂 缝 充 水 10 m 时 质 点 峰 值 振 速 的 衰 减 规 律 曲 线 , 见 图 3。 2 ꢀ 数 值 模 拟 结 果 及 分 析 2 . 1ꢀ 缝 后 质 点 振 速 衰 减 规 律 分 析 根 据 模 拟 得 到 的 质 点 振 速 时 程 曲 线 , 获 得 各 测 点 质 点 峰 值 振 动 速 度 。 如 图 2, 定 义 X 轴 方 向 为 水 平 径 向 , Z 轴 方 向 为 垂 直 方 向 , Y 轴 方 向 为 水 平 横 向 。 数 值 模 拟 结 果 显 示 , 与 水 平 径 向 和 垂 直 方 向 相 比 , 水 平 横 向 的 质 点 峰 值 振 速 非 常 小 , 因 此 , 本 文 只 对 质 点 水 平 径 向 及 垂 直 方 向 的 峰 值 振 速 变 化 进 行 分 析 。 不 同 工 况 下 各 测 点 水 平 径 向 及 垂 直 方 向 质 点 峰 值 振 速 见 表 5 和 表 6。 表 5ꢀ 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 时 不 同 测 距 的 质 点 水 平 径 向 峰 值 振 速 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 时 的 无 预 裂 缝 测 点 离 质 点 峰 值 振 速 / ( cm/ s) 时 的 质 点 缝 距 离 峰 值 振 速 ( 无0 水m ) ( 1满0水m) / m 2 m 4 m 6 m 8 m / ( cm/ s) 2 27. 01 19. 02 14. 48 11. 58 9. 60 8. 16 7. 07 6. 21 5. 52 4. 97 4. 51 4. 12 3. 79 2. 40 1. 34 1. 88 1. 84 1. 63 1. 44 1. 30 1. 19 1. 11 1. 04 1. 02 0. 96 0. 93 2. 68 2. 72 3. 60 5. 27 13. 68 6 1. 67 2. 03 2. 64 5. 83 11. 82 图 3ꢀ 质 点 峰 值 振 速 衰 减 规 律 拟 合 曲 线 ◆ ▲ — 无 预 裂 缝 ; — 无 水 预 裂 缝 — 充 水 10 m 预 裂 缝 ; 引 入 比 例 距 离 , 即 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 2. 08 2. 16 2. 99 5. 66 2. 04 2. 30 3. 25 5. 09 1. 82 2. 23 3. 11 4. 67 1. 61 1. 97 2. 86 4. 01 1. 54 1. 89 2. 65 3. 61 1. 47 1. 81 2. 51 3. 35 1. 43 1. 77 2. 32 3. 01 1. 34 1. 61 2. 18 2. 78 1. 28 1. 63 2. 04 2. 62 1. 21 1. 54 1. 98 2. 46 1. 14 1. 47 1. 86 2. 35 9. 05 7. 46 6. 37 5. 34 4. 62 4. 26 3. 86 3. 48 3. 24 3. 01 2. 83 ■ R ρ = / 3 , ( 4) 1 Q 式 中 , Q 为 最 大 单 响 起 爆 药 量 , kg; R 为 测 点 到 爆 源 的 距 离 , m。 对 无 预 裂 缝 时 水 平 径 向 及 垂 直 方 向 的 质 点 峰 值 振 速 按 萨 道 夫 斯 基 公 式 拟 合 如 下 : 水 平 径 向 为 ꢀ ꢀ 注 : 有 、 无 预 裂 缝 测 点 的 选 取 是 一 一 对 应 的 , 即 相 对 应 测 点 到 爆 源 的 距 离 是 相 同 的 。 1 / 3 1. 22 Q 表 6ꢀ 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 时 V = 117. 1( R ) . ( 5) 不 同 测 距 的 质 点 垂 直 方 向 峰 值 振 速 ꢀ ꢀ 垂 直 方 向 为 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 时 的 1 / 3 1. 41 无 预 裂 缝 Q 测 点 离 缝 距 离 质 点 峰 值 振 速 / ( cm/ s) V = 79. 49( . ( 6) ) 时 的 质 点 峰 值 振 速 R ( 无0 水m ) ( 1满0水m) / m 2 m 4 m 6 m 8 m ꢀ ꢀ 式 ( 5) 和 式 ( 6) 拟 合 的 相 关 系 数 均 大 于 99% 。 无 预 裂 缝 时 质 点 峰 值 振 速 的 衰 减 规 律 完 全 符 合 萨 道 夫 斯 基 公 式 ( 比 例 距 离 在 3 33 ~ 16 63 m/ kg1 / 3 ) 。 对 预 裂 缝 ( 10 m 深 ) 无 水 情 况 下 的 质 点 峰 值 振 速 衰 减 规 律 按 萨 道 夫 斯 基 式 公 式 进 行 拟 合 , 结 果 如 下 : / ( cm/ s) 2 14. 59 9. 70 7. 09 5. 48 4. 41 3. 65 3. 11 2. 67 2. 33 2. 06 1. 84 1. 66 1. 50 1. 43 1. 62 1. 72 1. 55 1. 33 1. 14 1. 01 0. 78 0. 72 0. 62 0. 57 0. 55 0. 49 1. 74 2. 71 3. 21 4. 46 1. 65 3. 02 4. 07 4. 97 1. 98 2. 08 2. 59 3. 13 1. 66 1. 92 1. 92 2. 54 1. 47 1. 62 1. 72 2. 20 1. 25 1. 38 1. 50 1. 95 1. 06 1. 20 1. 34 1. 78 0. 90 1. 05 1. 22 1. 59 0. 79 0. 93 1. 14 1. 49 0. 71 0. 84 1. 04 1. 39 0. 61 0. 76 1. 00 1. 30 0. 60 0. 68 0. 97 1. 19 0. 56 0. 64 0. 91 1. 09 7. 55 5. 73 4. 11 3. 19 2. 80 2. 46 2. 32 2. 15 1. 96 1. 77 1. 61 1. 48 1. 34 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 水 平 径 向 为 1 / 3 0. 52 Q V = 4. 21( R ) . . ( 7) ( 8) ꢀ ꢀ ꢀ 垂 直 方 向 为 1 / 3 0. 82 Q V = 5. 79( ) R ꢀ ꢀ 注 : 有 、 无 预 裂 缝 测 点 的 选 取 是 一 一 对 应 的 , 即 相 对 应 测 点 到 爆 ꢀ 式 ( 7) 拟 合 的 相 关 系 数 为 0 81, 式 ( 7) 拟 合 的 源 的 距 离 是 相 同 的 。 1 6 ꢀ ꢀ 巫 雨 田 ꢀ 房 泽 法 : 预 裂 缝 充 水 对 减 震 效 果 的 影 响 分 析 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2015 年 8 月 第 8 期 相 关 系 数 为 0 83, 均 低 于 85% , 因 此 , 无 水 预 裂 缝 的 存 在 使 得 缝 后 质 点 峰 值 振 速 的 衰 减 规 律 不 再 符 合 萨 道 夫 斯 基 公 式 。 表 8ꢀ 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 时 不 同 测 距 的 质 点 垂 直 方 向 减 震 率 质 点 离 缝 距 离 / m 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 时 的 减 震 率 / % 0 m( 无 水 ) 2 m 4 m 6 m 8 m 10 m( 满 水 ) 对 充 水 10 m 预 裂 缝 的 质 点 峰 值 振 速 衰 减 规 律 按 萨 道 夫 斯 基 公 式 进 行 拟 合 , 结 果 如 下 : 水 平 径 向 为 2 6 90. 21 83. 29 75. 70 71. 65 69. 88 68. 65 67. 61 70. 79 69. 27 69. 74 69. 19 66. 59 67. 11 88. 07 81. 46 83. 00 68. 85 72. 08 70. 59 69. 69 65. 02 66. 68 63. 36 65. 68 62. 28 65. 81 61. 57 66. 48 60. 62 66. 22 60. 12 65. 43 59. 17 66. 79 58. 87 63. 86 58. 85 62. 76 57. 08 78. 01 69. 42 58. 00 48. 74 63. 50 55. 82 64. 89 53. 73 60. 94 50. 03 58. 88 46. 68 56. 85 42. 64 54. 22 40. 56 50. 95 36. 07 49. 60 32. 69 45. 59 29. 27 41. 67 28. 10 39. 34 27. 06 48. 26 40. 90 42. 02 41. 73 36. 59 32. 48 25. 35 19. 65 15. 95 14. 24 12. 34 11. 07 10. 45 1 0 1 / 3 1. 04 Q 14 V = 51. 87( R ) . ( 9) 1 2 2 3 8 2 6 0 ꢀ ꢀ ꢀ 垂 直 方 向 为 1 / 3 1. 04 ) Q V = 24. 98 . ( 10) ( R 34 38 42 46 ꢀ 式 ( 9) 、 式 ( 10) 拟 合 的 相 关 系 数 均 大 于 99% 。 因 此 , 当 预 裂 缝 充 满 水 后 , 缝 后 质 点 峰 值 振 速 的 衰 减 规 律 依 旧 符 合 萨 道 夫 斯 基 公 式 。 50 比 较 无 预 裂 缝 、 有 预 裂 缝 和 预 裂 缝 中 充 满 水 时 的 拟 合 公 式 , 发 现 充 满 水 的 预 裂 缝 缝 后 质 点 峰 值 振 动 速 度 的 衰 减 系 数 和 衰 减 指 数 均 小 于 无 预 裂 缝 时 的 值 , 但 大 于 预 裂 缝 中 无 水 时 的 值 , 与 无 水 预 裂 缝 相 比 , 充 满 水 的 预 裂 缝 降 震 效 果 明 显 降 低 。 ꢀ ꢀ 从 表 7 和 表 8 可 以 看 出 , 离 预 裂 缝 较 近 范 围 内 质 点 的 振 速 变 化 较 为 紊 乱 , 为 寻 找 预 裂 缝 内 充 水 高 度 与 降 震 率 的 规 律 , 只 取 离 缝 10 m 之 外 的 测 点 。 将 这 些 测 点 的 减 震 率 求 平 均 值 , 其 结 果 见 表 9。 表 9ꢀ 预 裂 缝 充 水 不 同 高 度 时 平 均 减 震 率 预 裂 缝 充 水 高 度 水 平 径 向 平 均 减 震 率 垂 直 方 向 平 均 减 震 率 2 . 2ꢀ 预 裂 缝 充 水 高 度 对 减 震 效 果 的 影 响 分 析 / ( 无 水 ) m / % / % 为 了 研 究 预 裂 缝 内 不 同 充 水 高 度 对 降 震 效 果 的 0 80. 71 76. 65 71. 42 61. 60 47. 63 31. 62 69. 65 66. 50 61. 59 53. 31 40. 24 23. 81 影 响 , 定 义 减 振 率 η 为 2 4 6 8 v - v w y × 100% , η = ( 11) v w 式 中 , vw 为 无 预 裂 缝 时 质 点 振 速 , m/ s; vy 为 有 预 裂 缝 ( 或 裂 缝 充 水 ) 时 质 点 振 速 , m/ s。 由 表 5、 表 6、 式 ( 11) 计 算 出 预 裂 缝 充 水 高 度 与 减 震 率 的 关 系 , 结 果 见 表 7 和 表 8。 表 7ꢀ 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 时 1 0( 满 水 ) ꢀ ꢀ 从 表 9 可 以 看 出 , 与 无 充 填 水 预 裂 缝 相 比 , 当 预 裂 缝 中 充 填 2 m 深 的 水 时 , 水 平 径 向 减 震 率 降 低 约 4 1 % , 垂 直 方 向 减 震 率 降 低 约 3% ; 当 预 裂 缝 中 充 填 0 m 深 的 水 ( 即 缝 中 充 满 水 ) 时 , 水 平 径 向 减 震 率 降 不 同 测 距 的 质 点 水 平 径 向 减 震 率 低 约 50% , 垂 直 方 向 减 震 率 降 低 约 46% 。 根 据 表 9, 作 出 平 均 减 震 率 随 预 裂 缝 充 水 高 度 增 加 的 变 化 曲 线 , 对 变 量 预 裂 缝 充 水 高 度 进 行 无 量 纲 化 , 以 充 水 高 度 H 与 预 裂 缝 深 度 L1 的 比 值 作 为 曲 线 图 的 横 坐 标 , 见 图 4。 质 点 离 预 裂 缝 不 同 充 水 高 度 时 的 减 震 率 / % 缝 距 离 0 m( 无 水 ) 2 m 4 m 6 m 8 m 10 m( 满 水 ) / m 2 91. 12 92. 97 87. 05 84. 07 83. 06 82. 38 81. 63 80. 91 79. 93 79. 02 77. 47 76. 68 75. 57 90. 06 89. 93 91. 23 89. 35 85. 65 85. 10 82. 36 80. 18 81. 05 76. 76 80. 30 75. 87 78. 25 73. 22 76. 28 70. 88 74. 09 68. 01 73. 00 67. 70 71. 68 63. 85 70. 61 62. 72 69. 89 61. 32 86. 67 80. 48 86. 13 69. 33 79. 32 60. 95 71. 95 56. 02 67. 56 51. 33 64. 98 50. 90 62. 52 49. 01 59. 63 46. 05 57. 89 45. 52 56. 10 44. 08 54. 67 41. 93 51. 99 40. 19 51. 01 37. 97 49. 35 37. 87 37. 47 35. 54 33. 60 34. 59 34. 64 31. 44 30. 01 30. 00 28. 13 26. 98 25. 46 6 1 1 1 2 2 3 3 3 4 4 5 0 4 8 2 6 0 4 8 2 6 0 从 图 4 可 以 看 出 , 当 H/ L < 0 4 时 , 随 着 充 水 高 1 度 的 增 加 , 减 震 率 由 80 71% 降 至 71 42% , 下 降 缓 慢 , 在 该 范 围 内 预 裂 缝 充 水 对 减 震 效 果 的 影 响 不 大 ; 当 H/ L > 0 4 时 , 随 着 充 水 高 度 的 增 加 , 减 震 率 下 降 1 迅 速 。 因 此 , 工 程 实 际 中 应 避 免 预 裂 缝 充 水 的 高 度 大 于 0 4 倍 预 裂 缝 深 度 。 运 用 Matlab 软 件 对 图 4 中 的 曲 线 进 行 拟 合 , 令 x = H/ L , 得 出 水 平 径 向 和 垂 直 方 向 平 均 减 震 率 η 1 与 H/ L 的 关 系 , 如 下 式 : ( 下 转 第 38 页 ) 1 1 7
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