1 緒論 1.1 概述 1.1.1 光面爆破技術(shù) 1.1.2 聚能水壓光面爆破技術(shù) 1.2 定向斷裂控制爆破技術(shù) 外研究現(xiàn)狀 1.2.1 聚能藥包定向斷裂控制爆破 1.2.2 切槽孔定向斷裂控制爆破 1.2.3 切縫藥包定向斷裂控制爆破 1.2.4 水壓爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀 1.3 隧道降塵技術(shù)研究現(xiàn)狀 1.3.1 水壓爆破降塵技術(shù) 1.3.2 其他隧道降塵技術(shù) 1.4 巖石爆破損傷辨識(shí)研究現(xiàn)狀 1.4.1 巖石爆破損傷研究現(xiàn)狀 1.4.2 爆破累積損傷效應(yīng)研究現(xiàn)狀 1.5 聚能水壓爆破技術(shù)現(xiàn)狀評(píng)述 2 勐省隧道地質(zhì)工程概況 2.1 工程概況 2.2 工程地質(zhì)條件 2.2.1 地形地貌 2.2.2 地層巖性 2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造 2.3 水文地質(zhì)條件 2.3.1 地表水 2.3.2 地下水 2.4 隧道圍巖分級(jí) 2.5 施工工藝技術(shù) 2.5.1 主要施工方法 2.5.2 施工測(cè)量方案 2.5.3 洞口施工 2.5.4 洞身施工 2.5.5 圍巖鉆爆作業(yè) 3 一維動(dòng)靜荷載下灰?guī)r強(qiáng)度與變形特征 3.1 一維動(dòng)靜組合沖擊試驗(yàn)研究現(xiàn)狀 3.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備 3.2.1 試件選取 3.2.2 靜態(tài)力學(xué)基本參數(shù) 3.2.3 試件制備 3.2.4 基本物理參數(shù)測(cè)量 3.3 動(dòng)靜組合試驗(yàn) 3.3.1 一維動(dòng)靜組合加載裝置 3.3.2 SHPB試驗(yàn)原理 3.3.3 空撞與應(yīng)力平衡檢驗(yàn) 3.3.4 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 3.3.5 試驗(yàn)結(jié)果 3.4 一維動(dòng)靜組合試驗(yàn)力學(xué)特性分析 3.4.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線特性分析 3.4.2 相似應(yīng)變率下灰?guī)r試件變形特征分析 3.4.3 灰?guī)r試件強(qiáng)度特征分析 3.5 一維動(dòng)靜組合荷載下灰?guī)r能量傳遞規(guī)律 3.5.1 試件破碎透射能量隨著入射能變化規(guī)律分析 3.5.2 能耗密度隨入射能變化規(guī)律分析 3.5.3 能耗密度隨應(yīng)變率變化規(guī)律分析 3.5.4 軸壓變化與吸(釋)能量的關(guān)系 3.6 一維動(dòng)靜組合加載下破裂模式 3.6.1 破壞模式分析 3.6.2 高速攝影下灰?guī)r動(dòng)態(tài)破壞過(guò)程 3.7 本章小結(jié) 4 循環(huán)沖擊荷載下灰?guī)r強(qiáng)度和能量演化規(guī)律 4.1 三維動(dòng)靜荷載下巖石動(dòng)力學(xué)特性研究現(xiàn)狀 4.2 三維SHPB循環(huán)沖擊試驗(yàn)設(shè)備 4.3 三維SHPB循環(huán)沖擊試驗(yàn) 4.3.1 試驗(yàn)步驟 4.3.2 試驗(yàn)方案 4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果 4.4 循環(huán)沖擊荷載下灰?guī)r強(qiáng)度特征分析 4.4.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征分析 4.4.2 不等幅循環(huán)沖擊對(duì)峰值應(yīng)力的影響規(guī)律 4.4.3 軸圍壓對(duì)循環(huán)沖擊下灰?guī)r強(qiáng)度特征影響 4.5 循環(huán)沖擊荷載下灰?guī)r的變形特征 4.5.1 峰值應(yīng)變隨沖擊次數(shù)的變化規(guī)律 4.5.2 動(dòng)態(tài)應(yīng)變隨循環(huán)沖擊次數(shù)的變化規(guī)律 4.6 循環(huán)沖擊荷載下能量演化規(guī)律 4.6.1 能量傳遞隨沖擊次數(shù)變化規(guī)律 4.6.2 軸圍壓對(duì)能量吸收比的演化特征 4.7 本章小結(jié) 5 基于LS-DYNA水壓光面爆破參數(shù)優(yōu)化 5.1 LS-DYNA簡(jiǎn)介 5.1.1 軟件介紹 5.1.2 數(shù)值計(jì)算方法 5.2 材料模型及參數(shù) 5.2.1 巖石RHT本構(gòu)模型及參數(shù) 5.2.2 本構(gòu)模型及狀態(tài)方程參數(shù) 5.2.3 水、空氣介質(zhì)本構(gòu)模型及參數(shù) 5.2.4 泥本構(gòu)模型及參數(shù) 5.3 線裝藥密度優(yōu)化 5.3.1 數(shù)值模型 5.3.2 結(jié)果分析 5.4 孔間距優(yōu)化 5.4.1 數(shù)值模型 5.4.2 結(jié)果分析 5.5 光爆層厚度優(yōu)化 5.5.1 數(shù)值模型 5.5.2 結(jié)果分析 5.6 本章小結(jié) 6 切縫聚能藥包的爆破作用機(jī)理 6.1 動(dòng)態(tài)焦散試驗(yàn)系統(tǒng)及原理 6.1.1 爆破加載數(shù)字激光動(dòng)態(tài)焦散試驗(yàn)系統(tǒng) 6.1.2 試驗(yàn)原理 6.1.3 試驗(yàn)誤差分析 6.2 徑向不耦合裝藥的動(dòng)態(tài)焦散試驗(yàn) 6.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作流程 6.2.2 動(dòng)焦散試驗(yàn)結(jié)果 6.2.3 爆生裂紋動(dòng)態(tài)斷裂參數(shù)確定方法 6.3 爆生裂紋動(dòng)態(tài)斷裂效應(yīng)分析 6.4 損傷破壞的分形分析 6.4.1 圖像預(yù)處理 6.4.2 分形維數(shù) 6.4.3 裂紋計(jì)盒維數(shù)計(jì)算 6.4.4 爆破損傷分區(qū)判別 6.4.5 常規(guī)裝藥爆破與切縫藥包爆破損傷對(duì)比分析 6.5 切縫藥包爆破機(jī)理 6.5.1 切縫管對(duì)能量傳播過(guò)程的影響分析 6.5.2 切縫藥包的聚能效應(yīng) 6.5.3 初始裂紋形成的力學(xué)分析 6.5.4 裂紋擴(kuò)展條件 6.6 切縫藥包爆破作用效果影響因素分析 6.7 本章小結(jié) 7 切縫聚能水壓光面爆破現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 7.1 切縫聚能光面爆破試驗(yàn) 7.1.1 切縫聚能藥包輔材的設(shè)計(jì)與制備 7.1.2 切縫聚能藥包光面爆破試驗(yàn) 7.1.3 切縫藥包現(xiàn)場(chǎng)爆破結(jié)論 7.2 切縫聚能水壓爆破試驗(yàn) 7.2.1 現(xiàn)場(chǎng)粉塵分布情況 7.2.2 切縫聚能水壓爆破試驗(yàn)過(guò)程 7.3 切縫聚能水壓爆破試驗(yàn)結(jié)果分析 7.3.1 爆破降塵效果 7.3.2 光面爆破效果 7.3.3 效果分析 7.4 水壓光面爆破試驗(yàn) 7.4.1 常規(guī)光面爆破方案設(shè)計(jì) 7.4.2 掏槽形式 7.4.3 常規(guī)光面爆破方案設(shè)計(jì) 7.4.4 水壓光面爆