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武汉岩土所岩体在爆炸及高压气体冲击作用下的动态特性和损伤控制方法研究获进展

2018-03-07 14:29:44.0 责任编辑:段雅兰

中国科学院网讯  在核电、水利等大型工程的基坑岩体和边坡开挖中,分析和预测动态荷载作用下的岩体响应规律,评价和判断爆源周边和边坡岩体的损伤特征和稳定性状态,由此提出岩体损伤的控制方法和标准,是目前工程岩体开挖的关键技术难题。

中国科学院武汉岩土力学研究所副研究员夏祥及所在的研究团队,经过长期的工程现场爆破安全监测和实验测试,总结了爆炸应力波在复杂地形条件下的传播规律,探索了岩体振动经过地下隧道和台阶、边坡地形时的放大效应;采用离散元、粒子流等数值计算方法和材料损伤、断裂的计算仿真技术,分析了岩体动态损伤和破坏的发展过程,提出了判定岩体损伤的临界值范围并提供了细观断裂力学和宏观声波特性依据;以液态CO2相变产生的高压气体作为冲击波源,研究高压气体的产生机理及对岩体裂缝形成和扩展的促进作用。

该研究团队提出的以岩体振动响应分层、分区控制爆炸损伤范围的方法在辽宁红沿河、福建宁德、广西防城港、广东台山等多个在建核电站建设中得到推广应用,已被写入核电站基坑开挖标准设计文件,成为公认的核电工程基岩爆破安全控制方法,研究成果获国家科技进步二等奖和湖北省科技进步一等奖。相关研究成果发表在International Journal of Rock Mechanics and Mining Science和Tunneling and Underground Space Technology等期刊上,并获得国家自然科学基金的资助。

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岩体爆炸损伤范围现场测试复杂地形条件下的爆破地震波传播规律实验研究 

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实验测试和数值分析方法得到的爆孔附近的岩体损伤区 

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分层分区损伤控制中的岩体临界振动速度的确定方法地下隧道对振动速度的放大效应

  

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采用临界振动速度控制方法开挖的核电站核岛基坑地下隧洞的空腔效应实验研究