爆破荷载作用下水泥灌浆岩体的破坏机制

This project focuses on studying the influence of blasting on the safety of cement grouting rock in large-scale water resource and hydropower engineering. Based on the research method, which combines theoretical analysis, field and laboratory tests and numerical simulation, failure mechanism of cement grouting rock under blasting load can be fully studied. The strength and deformation characteristics of cement grouting rock and distribution characteristics of cement stone among the rock will be determined by studying the mechanical properties of cement grouting rock. And then on the basis of propagation law of blasting stress wave in cement grouting rock, an analysis model of stress wave interacts with structural plane which exists between rock and cement stones will be established. After analyzing destruction modes of cement grouting rock mass under blasting load, the failure mechanism will be revealed. Finally, blasting safety criterion and evaluation method of cement grouting rock mass considering the effect of initial stress will be put forward. Engineer can apply the criterion for predicting and evaluating the impact of blasting load on the safety of cement grouting rock. The research results can provide theoretical basis and technical support for quantitatively evaluating the influence of blasting load on the performance of cement grouting. And it has a wide application prospect in the fields of large-scale water resource and hydropower engineering, traffic engineering and municipal engineering.

本项目以大型水利水电工程施工爆破对水泥灌浆岩体的安全影响为研究主线，采用理论分析、数值模拟、现场与室内试验相结合的研究方法，研究爆破荷载作用下水泥灌浆岩体的破坏机制。通过研究水泥灌浆岩体的力学特性，确定水泥灌浆岩体中水泥石的分布特征及水泥灌浆岩体的强度与变形性能；分析爆破应力波在水泥灌浆岩体中的传播规律，建立应力波与水泥石充填的岩体结构面的相互作用分析模型；研究爆破荷载作用下水泥灌浆岩体的破坏模式，揭示水泥灌浆岩体的爆破破坏机理；分析水泥灌浆岩体的爆破安全判据及评价方法，建立考虑初始地应力影响的水泥灌浆岩体的爆破安全判据，提出爆破荷载对水泥灌浆岩体安全影响的预测与评价方法。研究成果可为评价爆破荷载对水泥灌浆岩体的安全影响提供理论依据与分析方法，在我国水利水电工程建设、交通工程建设及市政工程建设等领域具有广阔的工程应用前景。

本项目以大型水利水电工程施工爆破对水泥灌浆岩体的安全影响为研究主线，采用理论分析、数值模拟、现场与室内试验相结合的研究方法，研究了爆破荷载作用下水泥灌浆岩体的破坏机制，主要有水泥灌浆岩体的力学特性、爆破应力波在水泥灌浆岩体中的传播规律、爆破荷载作用下水泥灌浆岩体的破坏模式、水泥灌浆岩体的爆破安全判据及评价方法四个方面的研究内容。通过项目研究，确定了水泥灌浆岩体中水泥石的分布特征及水泥灌浆岩体的强度与变形性能；建立了应力波与水泥石充填的岩体结构面的相互作用分析模型；揭示了水泥灌浆岩体的爆破破坏机理，建立了考虑初始地应力影响的水泥灌浆岩体的爆破安全判据，提出了爆破荷载对水泥灌浆岩体安全影响的预测与评价方法。研究成果可为评价爆破荷载对水泥灌浆岩体的安全影响提供理论依据与分析方法，在我国水利水电工程建设、交通工程建设及市政工程建设等领域具有广阔的工程应用前景。结合项目研究，在《Rock Mechanics and Rock Engineering》、《International Journal of Impact Engineering》及《爆炸与冲击》等期刊上发表学术论文12篇，其中SCI收录论文2篇，EI收录论文6篇。另外，获授权发明专利5项、实用新型专利1项，培养了毕业博士研究生1名、硕士研究生4名。