Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích tương tác của sóng nổ với mối nối đá
Tóm tắt
Tương tác giữa các mối nối đá và sóng nổ là rất quan trọng trong kỹ thuật địa chất khi khối đá bị ảnh hưởng bởi các vụ nổ nhân tạo hoặc tình cờ, sự bùng phát hay tấn công bằng vũ khí. Dựa trên định luật bảo toàn động lượng tại các mặt sóng và phương pháp không liên tục dịch chuyển, nghiên cứu này tiến hành phân tích định lượng cho sự tương tác giữa sóng nổ P hoặc S đến nghiêng và một mối nối đá đàn hồi tuyến tính, nhằm suy luận ra một phương trình lan truyền sóng. Đối với một số trường hợp đặc biệt, ví dụ như sự chiếu tới vuông góc hoặc tiếp tuyến, mối nối cứng hoặc yếu, giải pháp phân tích cho sự tương tác sóng ứng suất với mối nối đá được thu được bằng cách đơn giản hóa phương trình lan truyền sóng. Qua xác minh, thấy rằng hệ số truyền dẫn và phản xạ từ phương trình lan truyền sóng khớp rất tốt với các kết quả hiện có. Tiến hành các nghiên cứu tham số để đánh giá ảnh hưởng của độ cứng mối nối và sóng tới sự truyền dẫn và phản xạ sóng. Phương trình lan truyền sóng được suy ra trong nghiên cứu này có thể được mở rộng một cách dễ dàng cho các dạng sóng tới khác nhau và các mối nối đá phi tuyến để tính toán các sóng truyền dẫn và phản xạ mà không cần tới các phương pháp toán học như biến đổi Fourier và biến đổi Fourier ngược.
Từ khóa
#tương tác sóng nổ #mối nối đá #kỹ thuật địa chất #truyền dẫn sóng #phương trình lan truyềnTài liệu tham khảo
Bedford A, Drumheller DS (1994) Introduction to elastic wave propagation. Wiley, Chichester
Berta G (1994) Blasting-induced vibration in tunneling. Tunn Undergr Space Technol 1994(9):175–187
Cook NGW (1992) Natural joint in rock: mechanical, hydraulic and seismic behaviour and properties under normal stress. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 29(3):198–223
Ewing WM, Jardetzky WS, Press F (1957) Elastic wave in layered media. McGraw-Hill, New York
Gentier S, Billaux D, van Vliet L (1989) Laboratory testing of the voids in a fracture. Rock Mech Rock Eng 22:149–157
Goodman RE (1976) Methods of Geological engineering in discontinuous Rock. West Publishing, St. Paul
Gu BL, Suárez-Rivera R, Nihei KT, Myer LR (1996) Incidence of plane wave upon a fracture. J Geophys Res 101(B11):25337–25346
Hakami E, Barton N (1990) Aperture measurements and flow experiments using transparent replicas of rock joints. In: Barton, Stephannson (eds) Rock joints. Balkema, Rotterdam, pp 383–390
Hao H, Wu YK, Ma GW, Zhou YX (2001) Characteristics of surface ground motions induced by blasts in jointed rock mass. Soil Dyn Earthquake Eng 21:85–98
Henrych J (1979) The dynamics of explosion and its use. Elsevier, New York
Hopkins DL (2000) The implications of joint deformation in analyzing the properties and behavior of fractured rock masses, underground excavations and faults. Int J Rock Mech Min Sci 37:175–202
Johnson W (1972) Impact strength of materials. Edward Arnold Publishers, London
Kolsky H (1953) Stress waves in solids. Clarendon Press, Oxford
Li JC, Ma GW, Huang X (2009) Analysis of wave propagation through filled rock joint. Rock Mech Rock Eng (in press)
Ma GW, An XM (2008) Numerical simulation of blasting-induced rock fractures. Int J Rock Mech Min Sci 45(6):966–975
Miller RK (1977) An approximate method of analysis of the transmission of elastic waves through a frictional boundary. J Appl Mech (ASME) 44(4):652–656
Pyrak-Nolte LJ, Morris JP (2000) Single fractures under normal stress: the relation between fracture specific stiffness and fluid flow. Int J Rock Mech Min Sci 37:245–262
Pyrak-Nolte LJ, Myer LR, Cook NGW (1990) Anisotropy in seismic velocities and amplitudes from multiple parallel fractures. J Geophys Res 95(B7):11345–11358
Schoenberg M (1980) Elastic wave behavior across linear slip interfaces. J Acoust Soc Am 68(5):1516–1521
Singh SP (2005) Blast damage control in jointed rock mass. Fragblast 9(3):175–187
Zhao J, Cai JG (2001) Transmission of elastic P-blast waves across single fracture with a nonlinear normal deformational behaviour. Rock Mech Rock Eng 34:3–22
Zhao J, Zhao XB, Cai JG (2006a) A further study of P-blast wave attenuation across parallel fractures with linear deformational behaviour. Int J Rock Mech Min Sci 43:776–788
Zhao XB, Zhao J, Hefny AM, Cai JG (2006b) Normal transmission of S-wave across parallel fractures with coulomb slip behavior. J Eng Mech ASCE 132(6):641–650