岩土力学 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (3): 1121-1128.doi: 10.16285/j.rsm.2017.2035

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地应力对坝肩槽预裂爆破成缝的影响研究

邓 珂1, 2,陈 明1, 2,卢文波1, 2,严 鹏1, 2,冷振东1, 2   

  1. 1. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北 武汉 430072;2. 武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室,湖北 武汉 430072
  • 收稿日期:2017-10-13 出版日期:2019-03-11 发布日期:2019-04-04
  • 通讯作者: 陈明,男,1977年生,博士,教授,主要从事水利水电工程施工技术及岩石动力学方面的教学与研究工作。E-mail: whuchm@whu.edu.cn E-mail:whudk@whu.edu.cn
  • 作者简介:邓珂,女,1993年生,博士研究生,主要从事水利水电工程施工技术及岩石动力学方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(No.51479147,No.51779193)

Investigation of influence of in-situ stress on presplitting induced fracture in abutment slot

DENG Ke1, 2, CHEN Ming1, 2, LU Wen-bo1, 2, YAN Peng1, 2, LENG Zhen-dong1, 2   

  1. 1. State Key Lab of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China; 2. Key Lab. of Rock Mechanics in Hydraulic Structure Engineering, Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China
  • Received:2017-10-13 Online:2019-03-11 Published:2019-04-04
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Fund of China (51479147, 51779193).

摘要: 地应力对岩体轮廓爆破开挖成型及其开挖扰动区分布的影响是岩体工程中的研究热点之一。针对白鹤滩水电站右岸坝肩槽拐角处预裂爆破后出现的挂脚现象,分析了地应力在爆炸应力波和爆生气体作用阶段对裂纹扩展的影响,采用数值模拟方法进行了验证。结果表明,地应力在应力波作用阶段对初始裂纹扩展方向具有导向作用,而垂直裂纹面的地应力分量在爆生气体阶段会抑制裂纹长度扩展,地应力越高,其影响越显著;在坝肩槽拐角处,炮孔连线方向不一致且地应力水平较高,导致裂纹扩展偏移炮孔连心线方向而难以贯通,最终形成挂脚,可见初始地应力严重影响预裂爆破成缝质量,是导致坝肩槽拐角部位出现爆破挂脚现象的重要原因。

关键词: 坝肩槽, 预裂爆破, 地应力, 裂纹, 岩体

Abstract: Main concerns in rock engineering are the influences of in-situ stress on the quality of contour surface and its corresponding distribution area after rock blasting and excavation. This paper aims at studying the reason for the occurrence of hanging feet at the corner of right bank abutment groove of Baihetan hydropower station after pre-split blasting excavation. Theoretical analysis is firstly applied to explain the influence of in-situ stress on crack propagation during the stage of explosion stress wave and detonation gas respectively, and then numerical simulation is used for verification. Results show that in-situ stress guides the direction of initial crack propagation during the stress wave stage, while the in-situ stress perpendicular to fracture face inhibits the crack length expansion during the detonation gas stage. Moreover, the higher the in-situ stress, the more significant effect on the initial crack propagation direction and final length. Since the connection direction between blast-holes is inconsistency and in-situ stress is high at the corner of the abutment groove, crack extension deviates the expected direction and is difficult to penetrate at last. Finally, the hanging feet is formed. It can be seen that the in-situ stress seriously affects the quality of the pre-splitting blasting seam, which further causes the phenomenon of blasting and hanging feet at the corner of the abutment groove.

Key words: abutment slot, presplit blasting, in-situ stress, fracture, rock

中图分类号: 

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