节理岩体爆破振动传播衰减规律相似模型试验研究

摘要

节理对于爆破振动传播衰减规律具有显著的影响，相关研究对于爆破振动控制具有重要意义。采用水泥石膏材料制作岩石相似模型试件，采用云母片模拟充填节理，以单发雷管作为爆源产生爆破振动信号，采用TC-4850监测入射波与出射波爆破振动速度。测试了选用的水泥石膏材料配方的力学性能，包括单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角，测得的力学参数与石灰石的相似比约为20。试验中设置的条件包括：1～3条节理三种节理数量条件，20°、40°、60°三种节理倾角条件。基于试验的入射波与出射波振动数据，对比分析了不同条件下爆破振动的强度与衰减率的变化情况，试验结果表明：相比完整模型爆破振速数据，节理前方入射波区域存在爆破振动的放大现象，节理后方的出射波区域存在爆破振动衰减的增大现象；爆破振速衰减随着节理数量的增大而增大但是增幅较小；爆破振速衰减随着节理倾角的增大而减小且变化幅度显著；水平轴向与垂直方向的爆破振速变化具有相同的规律与一致的变化幅值。

关键词

爆破振动 / 岩石节理 / 模型试验 / 衰减规律

基金资助

国家自然科学基金项目(52064003); 贵州省科技计划项目(黔科合成果[2020]2Y049)