第1章 绪论 1
1．1 引言 1
1．2 注浆加固理论的国内外研究现状及发展 2
1．2．1 注浆技术的发生与发展简况 3
1．2．2 注浆理论研究现状 4
1．2．3 注浆方法和注浆工艺研究 5
1．2．4 岩体结构理论的研究现状 6
1．2．5 注浆加固体理论及其本构关系研究 7
1．3 软弱层带爆炸荷载作用下裂隙扩展机理研究现状 8
1．3．1 国外关于软弱层带爆破破碎机理研究综述 8
1．3．2 国内关于软弱岩体爆破破碎机理研究的发展 11
1．4 爆炸荷载作用下软弱层带裂纹增强扩展的应用研究 14
1．4．1 聚能射孔人工造缝增产石油技术 14
1．4．2 地下深水井爆炸增水技术 15
1．4．3 高瓦斯矿井煤巷超深孔松动卸压增强瓦斯抽排技术 15
1．4．4 软弱层带爆炸注浆技术研究 16
1．5 本书的主要研究内容 17
参考文献 18
第2章 软弱层带工程特征分析 23
2．1 软弱层带的自然特征 23
2．2 软弱面的工程分类及特征分析 25
2．2．1 软弱面分级 25
2．2．2 软弱面的间距和贯通性 29
2．3 软弱带分级及工程特性 29
2．4 软弱岩体的分形特征及分形损伤参量 30
2．4．1 软弱岩体的分形特征 30
2．4．2 软弱节理岩体的分形损伤参量及确定方法 32
2．5 软弱层带裂隙网络模型的Monte-Carlo模拟 34
2．6 本章小结 36
参考文献 36
第3章 爆炸应力波通过软弱层带的破岩特征及其能量分布研究 39
3．1 冲击波作用形成的粉碎区 41
3．2 裂隙区的应力及应力波作用下破坏区 43
3．2．1 裂隙区的应力 43
3．2．2 应力波作用下的压坏区半径 44
3．2．3 应力波作用下的裂隙区 44
3．3 计及应力波损伤作用下的爆炸裂纹传播 45
3．3．1 有效应力强度因子的引入 45
3．3．2 断裂模型及过程 45
3．3．3 裂纹起裂和止裂条件 46
3．3．4 裂纹扩展速度 47
3．3．5 裂纹最终长度 47
3．4 应力波能量随最小抵抗变化规律 48
3．4．1 模型材料设计及实验方法 48
3．4．2 利用Adina程序计算应力波能量随抵抗变化规律的结果及分析 48
3．4．3 应力波能量 49
3．4．4 应力波能量中破碎能与最小抵抗线的关系 50
3．5 本章小结 51
参考文献 52
第4章 爆炸注浆机理研究及工程应用 54
4．1 锚注支护加固作用原理分析 54
4．2 爆炸注浆复合支护机理分析 57
4．3 谢桥煤矿—720m西翼轨道石门爆炸注浆复合支护工程实践 58
4．3．1 工程概况 58
4．3．2 巷道变形严重段爆炸注浆修复原则及施工方案 60
4．3．3 围岩深孔爆破扩展裂隙参数计算 61
4．3．4 深部围岩爆炸致裂爆破器材的选择 63
4．3．5 装药量确定 63
4．3．6 深部围岩爆炸致裂位置及炮眼布置参数的确定 64
4．3．7 装药结构设计和起爆方式 65
4．3．8 爆炸注浆施工工艺 66
4．3．9 注浆施工 67
4．4 围岩加固效果检测 70
4．4．1 围岩松动范围测试 70
4．4．2 巷道修复前围岩松动范围测试 70
4．4．3 巷道修复后围岩松动范围及注浆加固效果 71
4．4．4 巷道修复前后围岩声速变化测试 71
4．4．5 锚注及锚注—深部围岩爆炸致裂试验段变形观测与分析 72
4．5 超深孔爆炸压裂注浆加固破碎带技术 74
4．5．1 过断层方案 74
4．5．2 超前钻孔位置的选择及注浆孔的布置 77
4．5．3 深孔爆炸压裂断层破碎带爆破参数选取及施工 79
4．5．4 注浆方法及效果 79
4．6 本章小结 81
参考文献 81
第5章 软弱层带爆破破碎的数值模拟 84
5．1 非线性动力学有限元分析ANSYS／LS-DYNA程序算法原理 85
5．1．1 程序简介 85
5．1．2 控制方程组 86
5．1．3 空间有限元离散化 88
5．2 材料模型及状态方程 89
5．2．1 炸药燃烧模型 89
5．2．2 岩石材料模型 90
5．2．3 软弱带材料模型 91
5．3 计算模型 91
5．4 计算结果与分析 93
5．4．1 炸药在岩石介质中爆炸，软弱带厚度为50cm 95
5．4．2 炸药在软弱层带介质中爆炸，岩石介质厚度为50cm 102
5．4．3 炸药在岩石介质中爆炸，断层软弱带的厚度为300cm 109
5．5 本章小结 116
参考文献 117
第6章 爆炸荷载作用下裂隙岩体内裂纹扩展规律的实验研究 120
6．1 测试原理 120
6．1．1 直流电透视法的原理 121
6．1．2 高密度电阻率法测试的原理 122
6．1．3 地震波检测方法及原理 124
6．1．4 数据资料的处理与分析 128
6．2 裂隙岩体内裂纹扩展范围的实验测试 129
6．2．1 绿苑山庄测试点工程地质概况 129
6．2．2 试验方案 130
6．2．3 普通电法测试及结果分析 135
6．2．4 高密度电法测试及结果分析 136
6．2．5 地震法CT成像技术测试结果与分析 139
6．3 谢桥矿—720m石门围岩深部松动爆破电法CT测试 141
6．4 本章小结 144
参考文献 145
第7章 爆破裂纹扩展控制的试验研究 146
7．1 装药不耦合系数对爆破裂纹控制的试验研究 147
7．1．1 不耦合系数与爆破作用的关系 147
7．1．2 不耦合系数对爆破裂纹控制的模型试验研究 149
7．2 爆炸荷载作用下刻槽炮孔动态裂纹扩展规律 152
7．2．1 刻槽炮孔内爆生气体压力 153
7．2．2 启裂和止裂 154
7．2．3 大理石刻槽爆破试验 159
7．3 本章小结 162
参考文献 163
第8章 地下深孔聚能射孔注浆技术及应用研究 165
8．1 聚能装药穿孔爆破作用机理 165
8．1．1 聚能装药定向开裂造缝机理 165
8．1．2 聚能装药金属流定向造缝过程 166
8．1．3 聚能效用的影响因素 167
8．2 射孔弹及高能气体压裂技术 171
8．3 爆炸成形弹丸（EFP）及其射孔机理 173
8．4 工程应用实例 178
8．4．1 冻结管射孔注浆治理井筒 178
8．4．2 煤矿地面注浆孔射孔压裂治理井底车场突水事故 184
8．5 本章小结 186
参考文献 187
第9章 成果与应用前景 188
9．1 主要成果总结 188
9．2 问题和展望 191