精确延时控制爆破对边坡稳定性影响规律研究

现代爆破技术正在向着精细化、科学化和数字化的方向发展，其对爆破作用的影响规律研究已成为当前矿山开发和工程建设中亟待解决的课题。本项目拟采用现场测试、室内模拟、数值计算与理论分析相结合的方法，系统研究精确延时控制爆破对岩质边坡稳定性影响规律等基础性问题。首先通过宏细观实验系统地观测和分析岩石破坏过程中的损伤演化、能量释放规律，建立一种基于能量耗散与能量释放的岩石强度损伤演化与失稳破坏模型。再采用光纤传感技术、声波测试技术并结合岩体应变监测，研究爆破所引起的边坡变形规律，构建边坡岩体结构面不同演化阶段的损伤识别模型和边坡岩体内部破坏状态与可测物理量相关性的理论模型，揭示边坡岩体渐进破坏过程的演化机理。并结合测试对比和数值计算，具体研究精确延时爆破对控制爆破振动、改善边坡受力状态及提高边坡稳定性等方面所带来的影响，为控制爆破地震波对边坡及周边环境的危害提供科学依据。

本项目主要研究精确延时控制爆破对边坡稳定性影响的基础性问题。采用理论分析、现场测试、模型试验和数值计算等方法，进行了精确延时控制爆破对边坡稳定性影响规律的系统研究。.通过对岩体爆破损伤机理的理论研究和频繁爆破作用下岩体损伤程度和岩体声波速度的实验测试，发现了岩体爆破损伤的积累增长规律，修正了基于声波速度测试的爆破累积损伤计算模型，通过算例分析和实验工程应用都说明该计算模型很好地揭示了边坡岩体在多次爆破作用下的渐进破坏过程演化机理。同时项目结合理论研究、模型和现场试验，得到了精确延时控制爆破振动峰值速度影响规律、持续时间预测公式和信号能量分布及衰减规律，找出了精确延时控制爆破对岩体结构面及边坡稳定性的影响规律，提出了基于高精度雷管的边坡控制爆破设计依据和提高边坡稳定性的技术措施。项目分别对基于降低爆破振动强度、改善岩体爆破效果和炸药能量分配原理的合理微差延期时间选取方法进行了深入分析，确定基于炸药能量分配原理的合理微差延期时间选取方法，该方法同时考虑了爆破振动强度和岩体爆破效果两方面因素，实现了地震危害及爆破效应的双重优化控制,且在炸药布孔及单段药量设置时更具主动性、灵活性，计算方法简单，便于工程实际推广应用。此外，项目还基于可靠性理论，针对临近高陡边坡爆破对起爆器材高安全性和高精度的要求，进行了爆破起爆网路可靠性的研究，建立了电子数码雷管起爆网路系统可靠性数学模型，该成果的工程应用取得了很好的经济和社会效益。. 本项目旨在研究从爆破源头开始主动控制地震波对岩质边坡及周边环境危害的科学依据，对指导边坡爆破参数优化和安全生产具有重要的现实意义，研究成果对铁道、矿山、交通、水电等部门的相关领域同样也有较好的借鉴作用。