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应变测试法检验护壁爆破技术的效果

分类:应力应变测试    关键词:应变测试

光面爆破和定向断裂控制爆破技术是开挖岩石的传统做法,但随着规模的不断扩大,安全要求不断的提高,这种对边坡保留岩石和隧道围岩损坏较大的做法已经不能满足现代化的要求。所有人们提出一种新的控制爆破技术--护壁爆破。而本文就是通过应变测试研究光面护壁爆破和切缝护壁爆破技术的护壁效果。

试验采用JHDY动态应变测量分析系统,JH应变片。在有机玻璃板(400mm*400mm*5mm)上进行,炸药选用叠氮化铅,起爆用多通道脉冲点火器,护壁套管选用pvc塑料管。各装置位置如下

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动态应变测试结果及分析

爆炸加载后试件裂纹发展情况如图2,光面护壁爆破和切缝护壁爆破动态应变测试峰值结果见表1,波形曲线见图3。

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光面护壁爆破应变测试结果分析

从表1和图3可以看出,与孔心相同距离上的3号应变片比2号应变片峰值降低44.57%,4号应变片比1号应变片峰值降低43.37%,护壁面方向比临空面方向应变平均峰值降低45.31%,说明护壁套管对护壁面方向介质有明显的保护作用。1号应变片比2号应变片峰值降低25.95%,4号应变片比3号应变片峰值降低28.30%,说明护壁面方向应变峰值比临空方向衰减更快,爆炸对护壁面方向介质的影响深度较小,有利于保护护壁面方向介质少受爆破损伤破坏作用。

与炮孔的相同距离上,2号应变片应变初始值和峰值开始出现时间都明显早于3号应变片,3号应变片从应变开始出现到产生峰值经历了更长时间,且3号应变片峰值远小于2号应变片峰值,说明护壁面方向介质变形比临空面方向晚,变形更小,应变波衰减更快。

从图2(a)可以看出,预定开裂方向有2条长裂纹,明显地将护壁面和临空面隔开,且临空面方向比护壁面方向出现的裂纹更多、长度更长,这说明在预定开裂方向存在应力集中,爆炸产生的冲击波在该处得到了强化,有利于该方向的开裂面的形成。

切缝护壁爆破应变测试结果分析

1号应变片位于双层护壁套管一侧(护壁面方向),2号应变片位于单层护壁套管一侧(临空面方向),3、4号应变片位于切缝方向上。从数据可以看出,安装有护壁套管方向的1号和2号应变片的应变峰值本身远小于切缝方向的3号和4号应变片的峰值,护壁面方向比切缝方向应变峰值低于70.96%,护壁面方向比临空面方向应变峰值低12.38%,临空面方向比切缝方向应变峰值低66.58%,说明安装有护壁套管处的变形小于切缝方向,双层护壁套管方向变形小于单层护壁套管方向。从图3可以看出,临空面方向的2号应变片比护壁面方向的1号应变片先出现应变初始值,应变峰值出现时间也更早,说明护壁套管层数有利于延缓孔壁介质变形时间和降低变形幅度。由图2b)可以看出,切缝出出现2条长裂纹,切缝两侧对称出现3条明显的裂纹,说明在切缝出存在应力集中。

对比光面护壁和切缝护壁爆破,切缝护壁爆破由于临空面方向加有一层护壁套管,更有利于在预定开裂方向形成开裂面,但却降低了对护壁面方向孔壁介质的保护作用。

结论

理论分析表明,护壁爆破时,能在预定开裂方向形成长而直的开裂纹,保证开裂面平整光滑。应变测试表明,光面护壁爆破的护壁面方向比临空面方向应变降低45.31%,说明护壁材料能有效降低爆炸能量对护壁方向的损伤破坏作用。切缝护壁爆破的护壁方向比切缝和临空面方向的应变峰值分别降低68.90%和12.38%,说明在临空面方向添加一层护壁套管后,有利于切缝方向开裂纹的形成。护壁爆破作为一项新的控制爆破技术,虽然在保护岩体方面有显著效果,但仍需在爆破参数等方面做进一步研究。

以上就是通过应变测试研究护壁爆破技术效果的试验,如果你想要了解更多动态应变仪的信息,可直接咨询南京聚航科技有限公司,我们欢迎您的选购。


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