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我国对清洁能源的开发中,核能的开发与利用是清洁能源开发的重要组成部分,核电站的建设和安全运营是合理科学利用核能的基础。爆破技术核电站建设中基岩和边坡开挖中应用广泛,研究不同爆破方式对岩石的损伤范围是维护核电安全的重要课题,对核电站长期安全稳定运行具有重要意义。 本文以现场声波试验确定爆破前后的声波降低率,确定岩石损伤范围,并监测距爆源30m远处的振动,建立爆破损伤范围与振动值之间的关系。采用Autodyn有限元程序模拟不同爆破方式条件下岩石的损伤区域,并与现场试验的台阶爆破的振动和损伤值进行比较,分析影响台阶爆破损伤范围的因素。根据模拟不同爆破方式振动和损伤特性的关系,分析预裂爆破损伤范围的控制阈值,得出不同爆破方式30m远处爆破振动控制阈值。主要结论如下: (1)根据现场声波试验,得出在装药条件一定的情况下,爆破产生的爆破振动和损伤区域的范围的关系,控制爆破振动,保护基岩。 (2)数值计算表明在台阶爆破中,不同孔径的装药产生的爆炸荷载随着装药直径的增加而变大,与之相对应的爆破产生的损伤区域和爆炸的振动也随着孔径的增大而增大,这说明装药直径增大时,装药量增大,最大段药量增大,在强约束条件下炸药的爆速也变大,这些因素直接导致上述变化趋势,能量在释放过程中,在单位时间内,能量的释放率高,对外界的作用更强烈。 (3)在不耦合装药时,不耦合系数对孔壁的压力影响明显,随着不耦合系数的增大,作用于孔壁的压力逐渐减小;在间断装药时,随着轴向空气比的增加,爆炸荷载在孔壁的分布也出现明显的低压区域,在孔壁低压区的损伤范围减小,呈现出不连续的损伤区域。对于间断不耦合装药,减小孔内装药量,孔内轴向和径向的空气对爆炸产生的荷载起到缓冲作用,保证孔壁不受爆炸荷载作用使岩石过度破碎,控制边坡的损伤范围,提高边坡的完整性和平整度。 (4)不同的爆破方式产生的振动峰值有差别,对台阶爆破和预裂爆破分别采用不同的振动阈值控制损伤范围。通过现场的统计数据分析,预裂爆破产生的振动峰值要高于台阶爆破的峰值,而台阶爆破的损伤半径反而大于预裂爆破的损伤半径。通过数值分析不同爆破条件下损伤范围与振动峰值间的关系,当损伤变量为0.2时,在距离爆破区域30m远处,台阶爆破的控制值为3cm/s,预裂爆破的控制值为8cm/s。