几何相似常数,材料相似常数,爆破动力学相似常数选择相似定律的隧道开挖楔切割爆破模型试验和模型试验的相似常数。

切削深度 H ,爆破体积 V ,爆破片段 D 的主要指标是评价爆破效果的楔在不同角度切割,这主要是受炸药数量 问 ,炸药密度 ρ c ,混凝土强度 σ 米 ,垂直深度爆炸洞 h ,孔间距 b 1 和孔底间隔 b 2 。

上面的三个主要指标评估楔切割爆破效果的不同角度写如下: (1) H = f 问 , ρ c , σ 米 , h , b 1 , b 2 , V = f 问 , ρ c , σ 米 , h , b 1 , b 2 , D = f 问 , ρ c , σ 米 , h , b 1 , b 2 。

见表 1每个物理量的维度的方程。

垂直钻孔深度 h ,炸药量 问 混凝土强度 σ 米 为基本物理量,根据 π 定理,上面的关系可以表示如下: (2) π H = f π ρ c , π b 1 , π b 2 , π V = f π ρ c , π b 1 , π b 2 , π D = f π ρ c , π b 1 , π b 2 。

对于切削深度 H , (3) π = H H h α 问 β σ 米 γ , 在哪里 α , β , γ 是待定系数;因为 π 是无量纲量,分子和分母的尺寸应该是平等的,也就是说, (4) H = h α 问 β σ 米 γ 。

代替维度 (5) l = l α 米 β 米 l − 1 T − 2 γ 。

因此,解决方案是 α = 1 , β = γ = 0 。

所以我们可以得到 (6) π H = H h 。

相同的过程 (7) π V = V h 3 , π D = D h , π ρ c = ρ c h − 3 问 , π b 1 = b 1 h , π b 2 = b 2 h 。

然后,切削深度 H ,爆破体积 V 和爆破的片段 D 可以表示为 (8) π H = H h = f ρ c h − 3 问 , b 1 h , b 2 h , (9) π V = V h 3 = f ρ c h − 3 问 , b 1 h , b 2 h , (10) π D = D h = f ρ c h − 3 问 , b 1 h , b 2 h 。

在实验中,炸药是泰安,收费是固定的,垂直钻孔深度和孔之间的距离也是固定的,具体的模型是相同的材料,相同的比例。因此,以下参数是常数在实验过程中,即爆炸数量 问 ,炸药密度 ρ c ,混凝土强度 σ 米 、垂直钻孔的深度 h 和孔之间的距离 b 1 。方程( 8)- ( 10)可以改变 (11) H h = f b 2 h , V h 3 = f b 2 h , D h = f b 2 h 。

也就是说, (12) H = ϕ b 2 h , (13) V = ϕ b 2 h , (14) D = ϕ b 2 h 。

在方程( 12)- ( 14),切削深度 H ,爆破体积 V ,爆破片段 D 改变孔底间隔 b 2 。

在图 1, θ = 弧 床 b 1 − b 2 / 2 h 、爆破孔的垂直深度和孔之间的距离是固定的。因此,孔底间隔的变化 b 2 导致的变化楔角切割洞 θ 。

因此,设置 (15) x = b 2 h ∝ θ , H = ϕ b 2 h = ϕ x , V = ϕ b 2 h = ϕ x , D = ϕ b 2 h = ϕ x 。

函数方程是一个初等函数,它是分析;也就是说,它可以无限期的域。根据泰勒定理,如果一个函数 ϕ 有一个连续的导数 n 在附近的一个点 x 0 ,然后 (16) ϕ x = ϕ x 0 + ϕ ′ x 0 x − x 0 + ϕ ” x 0 2 ! x − x 0 2 + ⋯ + ϕ n x 0 n ! x − x 0 n + R n x , 上面的方程是泰勒的方程 ϕ 在点 x 0 ,在那里 R n x 拉格朗日剩余;也就是说, (17) R n x = ϕ n + 1 ξ n + 1 ! x − x 0 n + 1 , 在哪里 ξ 之间的是 x 和 x 0 。

集 x 0 = 0 这个时候,泰勒方程可以转换成 (18) ϕ x = ϕ 0 + ϕ ′ 0 x + ϕ ” 0 2 ! x 2 + ⋯ + ϕ n 0 n ! x n + R n x 。

在这种情况下,拉格朗日剩余 (19) R n x = ϕ n + 1 ξ n + 1 ! x n + 1 , 在哪里 ξ 之间的是 x 和 x 0 。

当 n = 4 , (20) ϕ x = ϕ 0 + ϕ ′ 0 x + ϕ ” 0 2 ! x 2 + ϕ 3 0 3 ! x 3 + ϕ 4 0 4 ! x 4 + R 4 x , R 4 x = ϕ 5 ξ 5 ! x 5 , 在哪里 ξ 之间的是 x 和 x 0 。

如果系数所取代 一个 0 B 0 , C 0 , 一个 1 B 1 , C 1 , 一个 2 B 2 , C 2 , 一个 3 B 3 , C 3 , 一个 4 B 4 , C 4 分别,然后方程( 12)- ( 14可以减少) (21) H = 一个 0 + 一个 1 θ + 一个 2 θ 2 + 一个 3 θ 3 + 一个 4 θ 4 + R 4 θ , (22) V = B 0 + B 1 θ + B 2 θ 2 + B 3 θ 3 + B 4 θ 4 + R 4 θ , (23) D = C 0 + C 1 θ + C 2 θ 2 + C 3 θ 3 + C 4 θ 4 + R 4 θ 。

在方程 R 4 θ = ϕ 5 ξ / 5 ! θ 5 , ξ 之间的是 x 和 x 0 。

当拟合方程,拉格朗日剩余可以丢弃的第一,然后拟合的误差方程可以计算。如果误差在允许的范围内,这意味着剩余的拉格朗日方程没有影响。

从方程( 21)- ( 23前提下),可以看出,只有爆炸能量(不管重力的影响和其他部队)和介质特性与加载速度的变化不改变电荷时相同的电荷数量和相同的电荷密度在同一介质,爆炸切割深度 H ,爆破体积 V 和爆破的片段 D 改变角度 θ 得寸进尺的洞。

的基础上,分析和总结了现有的研究成果,以减少实验的数量,一个典型的程序方法进行爆破实验提出了单级楔切割在不同切割角度,如图 1。在这个模型实验中,五楔切割角度与不同的切割角度的主要因素将被视为以适当的角度研究并选择楔形切下炸药量相同。

根据实际隧道开挖爆破为原型,设计模型试验的程序。具体模型标本,并保留爆破孔的直径的方法在具体的模型设计了标本。五楔切割爆破孔安排不同的切割角度(65°、69°、73°、77°和81°)的设计。

考虑到模型的边界效应,模式标本的大小在这个实验中是1200毫米×1200毫米×400毫米。十模式标本是用孔直径10毫米和200毫米的垂直深度。

实验模型是由混凝土浇注和模型的材料和比例如下:42.5 R普通硅酸盐水泥,水泥是粗骨料是石头,最大粒径不超过2厘米,和河沙的粒径小于1毫米。混合比例是水泥石:河沙:水= 52:88:63:21(重量比)。

由于模型的大尺寸样品,为了防止挤压模具和扩大了混凝土,形成的实验模具采用孔定位模具焊接钢筋和钢板。为了减少泡沫模型,确保模型的强度,混凝土需要浇注时摇晃并夯实。

为了储备爆炸洞而解雇混凝土标本,采用钻孔定位模具采用。楔形切削角控制需要更多的准确性。为了确保爆破孔的精度,一个倾角控制器设计,如图 2。插入后,轻轻旋转和退出的钢筋混凝土每1 h∼3 h防止钢筋混凝土,直到模型中的固化变硬形成所需的孔枪。

硬粘土混凝土标本后,钢筋退出,和塑料薄膜卷成一个圆锥阻止爆破孔防止碎片,水等等落入爆破孔和影响爆破孔的质量。模型标本应,感觉布覆盖,定期与水洒,保持不少于28天的标本确保凝固试样满足预定的强度要求。图 3显示了粘土混凝土标本。

根据力学性能的测试方法标准普通混凝土(gb50081 - 2002),当浇注混凝土模型,把混凝土从同一个批混凝土使三个标准测试的150毫米×150毫米×150毫米对于抗压强度测试,将抗拉强度测试和纵波速度测试的普通混凝土,和三个标准测试块150 mm×150 mm×300 mm每个轴向抗压强度测试和静态抗压弹性模量测试,并维护了28天。之后,混凝土的静态力学性能模型用于爆破测试将受到考验。标准模型图所示 4。

统计测试结果的普通混凝土的力学性能测量在实验室如表所示 2。

每个模型试验程序的参数如表所示 3。

每组切削模式有2个爆破模型标本,共有5组切割模式和10爆破模型标本。各充电孔应充满1 g泰安炸药、雷管管应发起连接,爆炸孔应被快干水泥、炸药渣应在爆炸发生后,切削深度,爆破房间的体积,应当衡量爆破片段。爆破模型试验的效果如图 5。II-6,,我可以看到我,我的模型postexplosion测试完成,和削减的部分是形成一定数量的空腔,这并不影响爆破振动测点的位置。测试i - 9分为两部分的模型爆破孔的方向,和削减部分仅仅是通过裂纹形状,而不是扔掉。

每次爆破实验后,移除碎片落在槽腔开口,划定的边界槽腔打开,然后把straight-eye的中心连接的两个辅助中心之前爆破为中心,测量切削深度8不同方向每隔45°,然后把这些深处的平均值作为实验的切削深度,如图 6。

为了直觉,切削深度数据表 4可以通过拟合方程( 21)。 (24) H = − 4882.519028 + 272.701066 θ − 5.704857 θ 2 + 0.053004 θ 3 − 0.000185 θ 4 。

从表可以看出 5爆破开挖深度的最大绝对误差是−0.013×10⁻¹米,最大相对误差为1.09%,这表明误差相对较小。在容许范围内,拟合值非常接近测量值和曲线拟合很好。

从方程( 24),67°楔切削的切削深度模型试验可以作为最优值,计算切削深度值为1.665×10⁻¹m和一个洞的利用率为92.5%,如图 7。

每次实验后,干燥的细沙填充成槽腔上方的塑料薄膜,这样细沙与模型的水平面冲洗。恢复细沙的体积测量的剂量圆柱的体积是爆破爆破后的房间。体积测量爆破房间如图 8。

为了直觉,爆破体积数据表 4可以通过拟合方程( 22)。 (25) V = − 26874.777744 + 1494.679753 θ − 31.139147 θ 2 + 0.288138 θ 3 − 0.000999 θ 4 。

从表可以看出 6,爆破的最大绝对误差体积是0.035×10⁻³米³,最大相对误差为0.59%,这表明误差相对较小。在容许范围内,拟合值非常接近测量值和曲线拟合很好。

从方程( 25),爆破体积的67°楔切削模型试验可以作为最优值,计算爆破体积值为8.390×10⁻³米³,如图 9。

TC4850N无线网络振动计由成都郑州测控有限公司被用来测试的爆破振动切削模型。振动仪配备了一个集成的三维传感器,这是易于安装和简单的连接。它特别适合无人值守测试网站和复杂环境的长期监测。它可以通过3 g通信和无线网络传输数据功能和使用特殊软件进行数据处理和分析。这个描述是:四通道可用并行;采样率是100 sps - 100增殖,和多级可调;是16位A / D水平的分辨率;频率响应范围是清廉千赫;单记录,自动重复记录,连续记录是可用的; the recording time is adjustable from 1 to 5000 s; it can be triggered internally, externally, synchronously, and regularly; the measuring range is plus or minus10 V; the storage capacity is 256 MB.

为了比较犁的爆破振动效应在不同的方向切割,两边的斜率它被定义为一个斜侧,和其他两端垂直。速度传感器被用在四个方向的每组测试孔成,和 X设在面临的所有传感器爆炸源,500毫米远离孔成中央线。测点布置如图 20.和 21。