冻土爆破性与可钻性试验及其应用PDF电子书下载

第1章　冻土爆破性和可钻性研究现状与发展趋势 1

1.1　概述 1

1.2 国内外冻土爆破性研究现状与发展趋势 3

1.2.1　冻土力学特性 3

1.2.2　冻土爆破性 4

1.2.3　岩石爆破性 6

1.3　国内外岩石可钻性研究现状与发展趋势 12

1.3.1　我国岩石可钻性的研究 12

1.3.2　国外岩石可钻性的研究 16

1.3.3　岩石可钻性的分析 19

第2章　冻土的特性 20

2.1　冻土的形成过程 20

2.2　地下水对冻土形成的影响 21

2.2.1　冻结时土粒与水的相互作用 21

2.2.2　地下水的水质与流速对岩土冻结的影响 22

2.3　土的颗粒组成和含水率 25

2.3.1　土的颗粒组成测定 25

2.3.2　含水率的测定 26

2.4　冻土的热物理性质 27

2.4.1 比热 28

2.4.2　导热系数 29

2.4.3　导温系数 29

2.4.4　结冰温度 30

2.4.5　冻土热容量 30

2.5　冻土的力学性质 31

2.5.1　冻土的抗压强度 31

2.5.2　冻土的抗拉强度 35

2.5.3　冻土的抗剪强度 37

2.5.4　冻土的抗切削强度 38

2.6　冻土的流变性 38

2.6.1　冻土的本构关系 38

2.6.2　冻土的蠕变性 39

2.7　冻土的动应力应变关系及动强度 41

2.7.1　冻土的动应力应变关系 41

2.7.2　冻土的动强度 42

2.8　冻土的冻胀与融沉 43

2.8.1　冻土的冻胀分类 43

2.8.2　冻土的融沉分类 45

2.8.3　冻土冻胀与融沉的工程问题 46

2.9　加荷速度对冻结强度的影响 49

2.10　冻结钙质黏土特性的试验及分析 51

2.10.1　冻结钙质黏土土样化学成分测定 51

2.10.2　融土物理性能试验 53

2.10.3　冻结钙质黏土力学性能试验 55

2.10.4　冻结钙质黏土层井帮位移随段高变化 55

第3章　冻土的波速测定原理与方法 57

3.1　理论分析 57

3.2　波速测试原理 58

3.3　声波测试仪 59

3.3.1　SYC-2C型非金属超声测试仪 59

3.3.2　CTS-25型非金属超声波检测仪 60

3.3.3　UVM-2型声波仪 61

3.4　波速的工程应用 61

3.4.1　通过波速测定预测冻土的动弹性模量和动泊松比 61

3.4.2　预测冻土的强度 63

3.4.3　预测冻土的可钻性 64

第4章　爆破相似理论 66

4.1　相似基本理论 66

4.1.1　量纲 66

4.1.2　相似 67

4.1.3　相似基本定理 67

4.1.4　相似准则的推导方法 68

4.2　爆破相似理论 72

4.2.1　量纲分析 72

4.2.2　爆炸相似律 73

4.3　爆破工程中的无量纲参量和经验公式 75

4.3.1 比例距离 75

4.3.2　爆破地震效应的有关经验公式 75

4.4　爆破模型试验 76

4.4.1　独立物理量 76

4.4.2　相似参数和模型材料 76

第5章　冻土的爆破性 78

5.1　研究内容 78

5.2　研究方法 79

5.3　冻土爆破作用的理论分析 79

5.3.1　概述 79

5.3.2　冻土的内部爆破作用 80

5.4　冻土爆破漏斗理论 81

5.5　冻土爆破漏斗试验 82

5.5.1　方案设计 82

5.5.2　试验方法 85

5.6　冻土爆破漏斗的特性分析 87

5.6.1　爆破漏斗参数的回归方程形式及确定 87

5.6.2　爆破漏斗参数的回归分析 90

5.6.3　爆破漏斗爆破块度的回归分析 92

5.6.4　爆破漏斗的形式 95

5.6.5　冻土爆破的扩腔作用 95

5.7　最佳药量与最佳深度的计算 96

5.8　冻土爆破性评价函数的建立 97

5.8.1　概述 97

5.8.2　冻土爆破性影响因素 97

5.8.3　层次分析法 98

5.8.4　冻土爆破性的评价 101

5.9　利用灰色理论评价冻土的爆破性 104

5.9.1　影响因素的关联分析 104

5.9.2　冻土爆破性的评价 104

5.10　结论 104

第6章　冻土的可钻性 106

6.1　研究内容 106

6.2　冻土可钻性的理论分析 106

6.2.1　冲击载荷下的弹性波理论分析 107

6.2.2　冻土切削破碎过程的理论分析 109

6.2.3　冲击凿碎冻土破碎原理 112

6.3　冻土可钻性的影响因素 114

6.4　冻土的冲击韧度试验 115

6.4.1　冲击韧度试验原理 116

6.4.2　冲击韧度试验 117

6.4.3　试验结果及数据分析 118

6.4.4　结论 120

6.5　冻土可钻性试验 121

6.5.1　试验目的 121

6.5.2　试验设计 121

6.5.3　试验方法 122

6.5.4　试验结果及数据分析 124

6.6　冻土可钻性与波速、冲击韧性的关系 128

6.6.1　波速与可钻性的回归分析 128

6.6.2　冲击韧性与可钻性的回归分析 130

6.6.3　波速、冲击韧性与可钻性的回归分析 131

6.7　冻土可钻性分级 132

6.7.1　人工神经网络原理 133

6.7.2　冻土可钻性分级神经网络系统 134

6.7.3　微机程序的编制 137

6.8　结论与展望 139

6.8.1　结论 139

6.8.2　展望 140

第7章　冻土掏槽爆破与光面爆破模型试验 141

7.1　冻土孔内微差爆破漏斗理论分析与模型试验 141

7.1.1　冻土孔内微差爆破理论分析 141

7.1.2　试验材料及炸药选择 141

7.1.3　冻土孔内微差爆破漏斗试验 142

7.1.4　数据处理 144

7.1.5　结论 149

7.2　冻土掏槽爆破模型试验 150

7.2.1　模型材料和相似炸药 150

7.2.2　模型掏槽爆破参数与试验结果 150

7.3　冻土光面爆破模型试验 151

7.3.1　试验规划 151

7.3.2　装药不耦合系数 151

7.3.3　装药结构 152

7.3.4　光爆层厚度 152

7.3.5　小模型光面爆破试验 153

7.3.6　中模型光面爆破试验 155

7.3.7　结论 157

第8章　冻土爆破技术 158

8.1　人工冻结法原理 158

8.1.1　冻结法的实质与适用条件 158

8.1.2　冻结法凿井原理 158

8.2　冻土爆破的可行性 160

8.3　冻土爆破施工冻结管的破坏准则 162

8.3.1　冻土爆破冻结管受力的强度准则 162

8.3.2　冻土爆破对设施的震动破坏准则 168

8.3.3　冻结管变形破坏准则 170

8.3.4　结论 171

8.4　人工冻土爆破参数设计 171

8.4.1　掏槽眼布置及装药量计算 171

8.4.2　光面爆破参数 172

8.5　冻土爆破器材的选择 176

8.5.1　雷管的选用 176

8.5.2　炸药的选择 180

8.6　冻土的钻眼方法 182

8.6.1　钻削冻土 182

8.6.2　冲击破碎冻土 182

8.6.3　合理冻土钎具的提出 183

8.7　立井冻土爆破技术实例 185

8.7.1　冻结黏土层爆破技术 185

8.7.2　冻结砾石层爆破技术 187

8.7.3　冻结基岩段爆破技术 191

8.7.4　冻土钻眼爆破的施工技术要点 192

8.8　冻土爆破振动测试 193

8.8.1　概述 193

8.8.2　爆破振动现场测试 195

8.8.3　回归计算 201

8.8.4　频谱分析 203

8.8.5　结论 205

8.9　矿山井筒冻土掘进相关问题 206

8.9.1　准备工作 206

8.9.2　井筒掘进施工特点 206

8.9.3　掘进段高 206

8.9.4　压风除湿设备 207

8.9.5　冻土的挖掘 207

8.9.6　冻结管断裂 208

8.9.7　工作面底鼓 209

8.9.8　加快掘砌速度的措施 210

8.10　多年冻土与季节冻土爆破方法 210

8.10.1　冻土层下爆破 210

8.10.2　深层冻土爆破 210

8.10.3　青藏铁路冻土爆破开挖技术 211

参考文献 214