一、DDA方法在台阶爆破仿真模拟中的应用（论文文献综述）
王子明[1]（2021）在《台阶爆破信号时频特征影响因素分析与预测》文中指出台阶爆破振动信号时频分析和预测可达到控制台阶爆破振动的目的。大量工程实践表明,采用质点振动速度峰值和主振频率判据不能完全满足工程爆破振动安全的要求。为达到减小台阶爆破振动危害、避免爆破工程安全事故发生的目的,爆破振动监测需要全面考虑质点振动速度峰值和对应的主振频率、振动能量等振动信号特征。本文以台阶爆破振动信号特征为研究对象,采用数值模拟和信号处理的方法,分析台阶爆破振动信号时频特征分布特点;探讨爆破间隔时间与堵塞长度对振动信号特征的影响规律;基于BP神经网络预测算法建立振动信号特征预测模型,并开发出台阶爆破振动信号特征的预测系统。首先,以台阶爆破振动信号特征分布为研究对象,通过实际工程中台阶爆破振动实测信号发现,爆破振动信号在三个方向（垂向、径向、切向）上产生的能量基本处于低频段内（0～31Hz）,多数情况下其包含能量占总能量的比值高达90%以上,振动信号产生的能量基本集中在低频率的频带区段内。通过小波变换对振动能量频带分布进行分析并运用快速傅里叶变换法,计算得出台阶爆破产生的振动能量多集中在主振频率附近,但通过发现个别振动信号依然会发现振动能量集中分布于数个频带的现象,因此认为爆破振动安全标准中仅有质点振动速度峰值和对应的主振频率来判断振动能量集中分布的频段区间的方法不够完善;同时发现增加爆破主炮孔数量时,主频会向低频率收敛,能量集中于数个频带的现象会有所减少。其次,以微差爆破的间隔时间为研究对象,分析其对台阶爆破振动信号特征的影响。基于振动信号线性叠加原理,发现合成信号的振速幅值与包含能量值随时间间隔的变化的周期时长与子信号主频对应的周期时长近似,当两个子信号叠加间隔时间近似于△t=（2n-1）T/2时,合成信号在该间隔时间附近降振、降能效果显着。进一步分析子信号的质点振动峰值与主频对合成信号的降振、降能规律的影响,当子信号对应的频率所对应的正弦波振幅与子信号中其他子频对应正弦波的振幅差距明显时,可将主频对应的正弦波近似视为子信号,并根据式△t=（2n-1）T/2（T为主频对应的振动周期）计算最优降振时间间隔,其计算结果与线性叠加合成信号总能量到达极小值时对应的时间间隔相近似。再次,运用数值仿真的方法研究堵塞长度对台阶爆破振动信号特征的影响。由仿真结果得出在中远区收集的质点振动速度峰值与其包含的能量值随堵塞长度的增加而逐渐递增,堵塞长度对振动信号的振速峰值影响十分微弱,但对于爆破信号包含的能量值影响却较为显着。仿真结果表明质点振动速度峰值在中远区随爆源距的增加不断减小,且随着爆源距离的增加,爆破振速峰值的衰减速度逐渐减缓。最后,运用MATLAB开发台阶爆破信号特征预测系统。该系统实现了基于爆破振动信号线性叠加原理和BP神经网络的预测可视化操作,提升台阶爆破特征预测的可操性,为用户进行振动信号特征的预测提供便捷手段。本文研究台阶爆破的振动信号特征,运用信号处理算法,使用MATLAB和AUTODYN模拟软件,从理论到实践深入分析了台阶爆破振动信号的分布规律及影响因素,开发出振动特征预测系统,为台阶爆破振动安全控制标准提供了理论依据,为爆破振动的安全判据提供参考。
张玉川[2]（2021）在《凹陷式矿山深孔爆破对注浆帷幕影响机制与振动控制方法研究》文中提出注浆帷幕是一种常用的矿山地下水截流和防治方法,然而,矿山的爆破开采尤其是临近注浆帷幕的爆破开采,会对注浆岩体的各类力学特性发生劣化,进而降低注浆帷幕对地下水的截流能力。因此需要开展爆破振动对注浆帷幕影响机制的研究,确定合理的爆破振动控制方法和安全开采距离。本文依托广西华润水泥凹陷式矿山治水工程,通过理论分析、数值模拟、现场试验、工程应用等方法系统研究了爆破振动对注浆帷幕的影响机制,提出了适用于凹陷式矿山的爆破振动控制方法。本文主要研究内容和成果如下:（1）研究了凹陷式矿山群孔微差爆破地震波的叠加原理与特点,推导了群孔微差爆破萨道夫斯基公式修正方法,提出了基于不同单孔爆破振动信号叠加计算的萨道夫斯基衰减公式修正方法,并使用MATALB软件进行编程计算分析,得到了修正后的萨道夫斯基衰减公式和装药放大系数,为现场试验等相关研究提供了理论基础和分析方法。（2）根据现场实际工况建立模型,采用LS-DYNA软件对现场爆破进行数值模拟计算,研究凹陷式开采矿山临近注浆帷幕的爆破施工过程中,注浆帷幕的动力响应特征;分析在不同装药情况下爆破对注浆帷幕的影响特点和地表质点振速峰值的衰减特性;通过数值模拟计算得到了注浆帷幕内部最大振速峰值与注浆帷幕上部地表振速峰值的关系和基于数值模拟计算的注浆帷幕振速峰值的安全判据。（3）对深孔爆破振动效应开展了现场监测研究,研究了爆破振动振速峰值衰减规律,使用修正后的萨道夫斯基衰减公式对现场数据进行拟合,得到了矿山爆破测点振速峰值衰减规律;并综合分析了注浆帷幕附近的质点振速图像、高程放大效应,为爆破安全距离的计算提供了理论依据。（4）综合考虑爆破振动频率与振动持续时间对注浆帷幕的影响,研究了试验数据的质点振速图像、爆破振动信号主频衰减规律、爆破振动信号频率分布规律、爆破振动持续时间等对注浆帷幕的影响特点;并提出了相应的群孔爆破振动控制方法。（5）在华润水泥平南公司凹陷式矿山爆破振动控制应用中,根据萨道夫斯基衰减公式修正方法计算原理,使用MATLAB软件计算了不同孔间延期时间振动叠加效应,得到了最优孔间延期时间和爆破安全距离,并结合爆源最大单孔药量控制、爆破振动持续时间控制、传播路径控制等方式,确定了对注浆帷幕安全的爆破方案。并结合爆破振动监测、宏观调查与水位水量监测等方法,提出了基于动态信息化施工的闭环振动控制方法,保证了矿山注浆帷幕的安全施工和矿山正常开采作业,为矿区创造了良好的经济效益与社会效益。
文博[3]（2021）在《边坡爆破的振动响应分析与爆破效果参数的预测方法研究》文中指出随着我国基础建设和矿业开采的发展,边坡地形爆破施工的应用越来越广泛。但是在其生产过程中造成的安全危害严重影响了施工的正常进行和周边居民的生命和财产安全。因此,针对边坡地形的爆破载荷作用机理和能量传播规律研究,以及对爆破质点峰值速度、爆破频率和持续时间的预测方法研究具有重要的工程参考意义。本文采用Matlab软件,对BP神经网络进行了两方面优化,其一,设计了智能的遴选隐含层节点数的程序,可以选择出对检测样本预测效果最佳的隐含层节点数;其二,使用遗传算法对BP神经网络模型的连接权值和阈值进行修正。引用两个具有代表性的边坡爆破案例对程序的可靠性进行了验证。发现经过优化的GA-BP神经网络模型预测的平均相对误差均不大于10%,程序可靠且GA-BP神经网络收敛速度较传统BP网络模型有很大的提高。采用有限元软件LS-DYNA,对新疆磁海铁矿进行模拟。研究不同爆破参数下的多台阶爆破过程,提取速度峰值数据,以实测数据为基准,分别与Sadowski公式计算结果及GA-BP神经网络预测结果进行误差对比分析。发现数值模拟结果和GA-BP预测结果的误差均不大于10%,而Sadowski公式预测结果误差大于20%。结果表明经遗传算法优化后的神经网络及数值仿真模拟对爆破结果参数预测精度最高。爆破能量综合考虑了爆破质点峰值速度、爆破频率和持续时间。本文采用基于单元能通量的总能量计算方法对新疆磁海铁矿爆破振动波能量进行计算,且对爆破振动总能量与爆破振动峰值速度的分别进行了归一化处理。发现爆破振动能量归一化值沿坡面的衰减曲线与速度归一化值衰减曲线具有极强的相似性,爆破近区衰减快、远区衰减慢,爆破振动信号能量受速度峰值影响最大。本文所得研究模型与结果可做为工程实践的参考指导。
杨锋[4]（2019）在《基于多边形应力杂交单元的接触算法研究》文中进行了进一步梳理针对单元较小的情况下,现有的非均匀模型难以得到精确应力场和应力集中现象的问题,采用直接约束法,提出一种基于多边形应力杂交单元的优化接触算法。多边形应力杂交单元在应力函数的构造以及积分区域划分上的优势,使其能适应复杂的模型边界与材料边界,更易划分网格。根据上述理论研究成果编制了完整的计算程序,算例结果发现该方法能够得到粉末压制过程的宏观非线性力学响应、高精度的应力场以及明显的应力集中现象,为复杂优化问题的求解提供了有效手段。本文的主要工作如下:1.综述了国内外对接触问题计算的发展情况,详细介绍了以传统Lagrange乘子法、罚函数法及其改进方法为主的分析方法等接触理论,指出了其在计算效率、精度和接触模拟效果等方面的不足。2.在卞学璜提出的应力杂交单元的修正余能泛函基础上,假设满足平衡的应力场以及位移场,推出了多边形应力杂交单元法（Polygonal Hybrid Stress Element Method,以下简称PHSEM）,位移插值仅在单元边界上处理完成以实现位移边界条件的协调连续,使得单元边数的增加不会给插值函数的构造增加困难,且能够适应复杂的材料与模型边界而自由划分网格。并将这种单元应用于接触分析领域。3.针对多边形杂交应力单元的特性以及复杂接触过程中的一系列接触判断准则,建立了一套完整的接触分析算法,并依此编制了计算程序;针对程序编制以及执行过程中遇到的问题与困难进行了必要的讨论,并总结实施了对应的解决办法。4.建立了基于多边形应力杂交单元的高效非连续体接触分析模型。针对单元数量、节点数量、计算效率、计算精度、应力分布以及应力集中现象的捕捉等方面,进行了PHSEM与普通有限元法计算结果的对比分析,结果显示符合客观规律,PHSEM得到的结果是有效且正确的。定性分析了多边形杂交单元法相对于普通单元在接触分析的精度、以及该接触算法在接触搜索的计算效率上的特点,证明了PHSEM具有网格划分灵活,能够使用较少的单元获得高阶应力场以及应力集中现象的优势。5.模拟粉末压制过程,应用多边形应力杂交单元规划模型。极大地减少了单元和节点的数量,提高了计算效率,且能够在计算过程中进行相应的验证和调整。
王金绪[5]（2018）在《台阶爆破岩体块度及爆堆数值模拟研究》文中研究指明在水利水电堆石坝料场开挖获取级配料的过程中,提高开挖质量,尽量减少对自然环境的扰动破坏,对于料场附近的环境保护意义深远。料场爆破开挖获取级配料的过程中,如何获得良好上坝级配料成为关键性技术难题,而基于此的岩体爆破块度分布情况也具有十分重要的研究意义与实用价值。本文针对水工堆石坝级配料这一研究对象,采用理论分析、LS/DYNA-DDA耦合数值模拟以及现场实测相佐证的办法,对基于应变率-块度筛分拟合的预测模型和台阶爆破破碎过程的耦合数值模拟进行了研究,得到以下结论:（1）基于台阶爆破的破岩机理及过程,对台阶要素和主要参数的选取方法作进行集中阐述;将岩石爆破块度预测模型分为分布函数模型、应力波模型、能量模型和分形模型四大类,对其分析比较;对影响爆堆形态的影响因素及渣堆块度的测定方法作了研究。（2）探讨了小块度料的产生机理与理论确定方法,确定了影响粉碎区半径的因素;提出了基于应变率-块度筛分拟合模型的细粒料爆破数值模拟方法,以两河口和长河坝水电工程为例进行应用验证,并结合其现场筛分结果将该仿真方法与KUS模型比对,验证了新预测方法的合理性;在此基础上,对影响小块度料形成的岩体结构面、岩石弹性模量以及装药不耦合系数等因素作了分析。（3）采用DDA模拟不同爆破排距作用条件下的台阶爆破,确定了前后排炮孔之间的合理距离,验证了炮孔底部增加起爆药量的必要性。建立DDA台阶爆破弹道理论抛掷模型,将模型结果与理论计算结果对比;并对块体落地后最终静止距离作了补充,同时说明在DDA模型中对块体赋予初速度值是可行的。分别预置反倾向与顺倾向岩体结构面,将其与无结构面模型对比,表明平行于前排抵抗线的反倾向结构面不利于工程爆破。（4）将岩体台阶爆破区域分为近区、中远区两部分,针对不同区域块度分布进行分析,研究发现粒径小于5mm的块度料多出现在爆破近区,而中远区的块体大小多为大于5mm的粒径;在探究数值模拟方法特点的基础上,提出在台阶爆破获取筑坝级配料时采用LS-DYNA模拟近区的破坏过程,利用DDA对中远区的块体破裂、抛掷、形成爆堆进行模拟。提取近区LS-DYNA模型粉碎区外边界的速度峰值输入中远区DDA模型,建立起基于LS/DYNA-DDA耦合的台阶爆破全过程精细化数值模型并验证,同时分析了爆堆形成的演化过程。
陈鹏辉,雷涛[6]（2016）在《基于ALE算法的单孔台阶爆破数值模拟研究》文中进行了进一步梳理岩石在炸药爆炸荷载作用下,其瞬态破坏过程难以用现有的技术进行有效的监测。为研究在台阶爆破中岩石的破碎及抛掷过程,采用LS-DYNA建立单孔台阶爆破三维数值计算模型,通过ALE算法并结合流固耦合定义岩石和炸药的接触,模拟炸药在炮孔内爆炸的全过程。分析了炮孔内炸药的爆轰过程及其压力极值分布、岩石裂纹的形成和拓展的宏观现象、岩石的块度分布及其抛掷过程。模拟计算结果显示,炮孔粉碎区半径为装药半径的3.9倍,坡面破碎岩石的最大抛掷速度为73.8m/s。采用ALE法模拟单孔台阶爆破,其爆破效果与现有工程实际相吻合,可以为工程爆破参数的设计和优化提供参考。
冯细霞[7]（2014）在《非连续变形分析（DDA）方法控制性参数取值与验证研究》文中研究指明非连续变形分析（DDA）是石根华博士于20世纪80年代末期发展起来的一种新型的数值分析方法。DDA以自然存在的不连续面切割岩体形成岩石块体系统，在假定的块体位移模式下，利用总势能最小原理建立块体系统总体平衡方程。在求解过程中，基于罚函数法在块体界面施加或去掉刚硬弹簧，实现块体界面间的不嵌入和无张拉接触准则。通过满足块体系统的开-闭迭代收敛，力系的平衡及基于引入惯性力实现的动力求解收敛，由此获得块体系统力与变形真解。DDA具有完备的运动学理论、严格的平衡假定、正确的能量消耗，可以模拟岩石块体的平动、转动、张开、闭合等全部过程，以及块体系统的大变形、大位移行为。根据块体系统的变形和运动特征，可以判断岩体的破坏范围和破坏程度，从而对岩体的整体及局部的稳定性做出评价。DDA自提出以来，一直作为岩土力学计算方法研究中的前沿课题，为国内外学者所重视；并在结构和岩土体的非连续大变形力学过程模拟方面显示了巨大潜力。至2013年，相继举办了11届DDA国际性会议，其中，DDA方法的发展、应用及有效性验证等问题，是当前该方法的重要研究课题。本文基于DDA理论研究了控制性参数取值问题，对DDA开源代码进行了改进，并在地下洞室和滑坡等工程问题方面得到了很好的应用。主要研究成果包括以下几点：（1）系统的阐述了二维DDA的基本理论，包括块体位移和变形、块体各子矩阵的形成、块体接触理论等，特别是最新的块体E（A,B）接触理论。（2）对DDA计算程序作了系统介绍，包括计算程序中的块体接触判断、接触传递的算法以及系数矩阵非零存储的实现，并配有相应的几何图形解释与实例说明。（3）对DDA方法控制性参数取值做了详细研究，首先从理论上研究了接触位移与各控制参数的关系，基于简化力学分析模型得到了块体接触位移解析公式，揭示了通过调整时间步长，实现块体在接触界面上的无嵌入和不张拉条件，是将惯性引入块体接触收敛求解的本质问题；然后利用简化模型研究时间步长和弹簧刚度共同作用的影响规律以及合理的取值区域特征。研究发现合适的时间步长和弹簧刚度的取值组合在平面上构成一个单连通参数取值域，当时间步长和弹簧刚度的取值组合位于此“域”范围内时，DDA的计算结果是合理的。此研究为解决时间步长和弹簧刚度的取值问题作了积极探索，对DDA的发展和应用有重要意义。（4）根据实际工程计算的需要，对DDA计算程序做了部分改进，使其能根据不同的埋深计算洞室的初始应力，便于研究初始应力对洞室围岩稳定的影响。（5）基于DDA的理论及参数的研究成果，本文将完善后的DDA程序应用于某地下厂房和塔子坪滑坡，结果表明DDA在研究地下洞室围岩变形与破坏特征、滑坡稳定性评价方面具有很好的适用性。
刘亮,陈明,郑炳旭,卢文波,宋锦泉[8]（2013）在《近景摄影测量技术在台阶爆破可视化中的应用》文中认为爆破可视化是爆破设计结果三维可视化显示和爆破施工过程的仿真模拟。基于爆破可视化技术的研究现状,分析了其关键技术三维地质建模的方法和特点,针对该技术存在的获取资料难、建模周期长、精度差等问题,引入近景摄影测量技术。分析了近景摄影测量建模高效、操作简单的优势,介绍了利用该技术获取地形地质资料的步骤,讨论了其在爆破可视化中的应用。
金南兰[9]（2012）在《露天台阶爆破的颗粒流模拟初探》文中研究说明对露天台阶爆破爆堆形态的模拟研究情况进行了综述,详细介绍了颗粒流方法在露天台阶爆破爆堆形态模拟方面的应用,并对单排台阶爆破的爆堆形态进行了数值模拟,结果与实测结果吻合较好。
苏都都,严鹏,卢文波,陈明[10]（2012）在《露天台阶爆破爆堆形态的PFC模拟》文中研究指明尝试采用PFC 2D数值方法预测台阶爆破的爆堆形态,并采用该方法对爆堆形态与爆破参数的关系进行了研究。通过与相关观测、模拟结果的比较,论证了该研究方法的可靠性。模拟结果表明:抛距随着单耗q和台阶高度H的增加而增大,随着抵抗线W的增大而减小;爆堆高度与各爆破参数的关系与抛距相反。
二、DDA方法在台阶爆破仿真模拟中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、DDA方法在台阶爆破仿真模拟中的应用（论文提纲范文）
（1）台阶爆破信号时频特征影响因素分析与预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 台阶爆破振动信号分析方法 |
| 1.2.2 台阶爆破时间间隔参数的设计及优化 |
| 1.2.3 台阶爆破的数值模拟 |
| 1.2.4 振动信号时频特征的预测 |
| 1.3 主要研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方案和技术路线 |
| 1.3.3 .研究创新点 |
| 2.台阶爆破振动信号时频特征分布分析 |
| 2.1 振动信号的收集 |
| 2.1.1 台阶梯段梯段爆破方案 |
| 2.1.2 爆破试验振动监测 |
| 2.2 深孔台阶微差爆破能量及主频分布规律分析 |
| 2.2.1 小波分层数目的确定及小波基的选择 |
| 2.2.2 振动信号各频段能量分布计算 |
| 2.2.3 振动信号主频分布计算 |
| 2.2.4 基于HHT法的振动能量时频分布分析 |
| 2.3 不同装药响数对振动信号能量与主频分布的影响 |
| 2.3.1 不同装药段数振动信号的能量分布对比分析 |
| 2.3.2 不同装药段数下振动信号时频特征对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.间隔时间对振动信号特征及降振作用影响分析 |
| 3.1 爆破地震波线性叠加原理 |
| 3.1.1 原理简介 |
| 3.1.2 基于间隔时间识别法的线性叠加原理验证 |
| 3.2 相同子信号下不同间隔时间叠加信号特征影响规律分析 |
| 3.2.1 不同间隔时间下叠加信号最大幅值及降振效果变化规律分析 |
| 3.2.2 不同间隔时间下叠加信号的主频变化规律 |
| 3.2.3 不同间隔时间下叠加信号能量变化规律 |
| 3.3 .子信号特性对不同间隔时间合成信号降振效果影响分析 |
| 3.3.1 子信号主频对叠加信号降振效果影响分析 |
| 3.3.2 子信号振幅比对叠加信号降振效果影响分析 |
| 3.4 .本章小结 |
| 4.堵塞长度对台阶爆破信号特征及降振效果影响分析 |
| 4.1 数值模型的建立 |
| 4.1.1 建模平台及建模流程 |
| 4.1.2 材料模型 |
| 4.1.3 计算算法与边界条件 |
| 4.1.4 炮泥长度确定 |
| 4.1.5 仿真模型的建立 |
| 4.2 泡泥堵塞长度对爆破开挖效果对比分析 |
| 4.3 炮孔堵塞长度对测点振动信号特征的影响 |
| 4.4 不同堵塞长度下振速峰值衰减规律分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.台阶微差爆破振动信号的时频特征预测 |
| 5.1 基于BP神经网络的微差爆破振动预测 |
| 5.1.1 BP模型的建立 |
| 5.1.2 数据采集 |
| 5.2 基于智能化编程的线性叠加及BP网络信号特征预测 |
| 5.2.1 开发环境及结构框架 |
| 5.2.2 系统的功能模块 |
| 5.3 本章小结 |
| 6.结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
| 致谢 |
（2）凹陷式矿山深孔爆破对注浆帷幕影响机制与振动控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 爆破振动效应研究现状 |
| 1.2.2 爆破数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 爆破作用下注浆帷幕破坏机理研究现状 |
| 1.2.4 注浆帷幕安全判据研究现状 |
| 1.3 研究内容、技术路线与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 深孔爆破振动传播与衰减特性分析 |
| 2.1 爆破振动效应及对岩体的损伤作用 |
| 2.1.1 爆破振动的传播特征 |
| 2.1.2 岩石爆破损伤过程与作用区域 |
| 2.1.3 爆破振动对被保护对象的影响 |
| 2.2 爆破作用对注浆帷幕影响分析 |
| 2.2.1 凹陷式开采矿山注浆帷幕 |
| 2.2.2 应力波在注浆帷幕处传播的力学模型 |
| 2.2.3 爆破振动对注浆帷幕影响机理 |
| 2.3 基于相同单孔爆破振动信号叠加计算的萨道夫斯基衰减公式修正方法 |
| 2.3.1 深孔爆破地震波叠加特点 |
| 2.3.2 群孔微差爆破萨道夫斯基公式修正计算原理 |
| 2.3.3 基于相同单孔爆破振动信号叠加的群孔振速计算方法 |
| 2.4 基于不同单孔爆破振动信号叠加计算的萨道夫斯基衰减公式修正方法 |
| 2.4.1 基于不同单孔爆破振动信号叠加的群孔振速计算方法 |
| 2.4.2 爆破振动信号叠加计算结果 |
| 2.4.3 计算结果分析与萨道夫斯基衰减公式修正 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 深孔爆破对注浆帷幕影响数值模拟研究 |
| 3.1 软件算法原理 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 时间积分与时间步长控制 |
| 3.1.3 炸药爆炸计算模型 |
| 3.2 爆破数值模拟模型 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 材料模型与参数 |
| 3.2.3 岩体破坏准则 |
| 3.3 爆破数值模拟应力波传播特征分析 |
| 3.3.1 爆炸应力波传播分析 |
| 3.3.2 破碎塑形区分析 |
| 3.3.3 帷幕区应力分析 |
| 3.4 爆破数值模拟振速峰值衰减规律分析 |
| 3.4.1 水平台段衰减规律分析 |
| 3.4.2 注浆帷幕区垂直方向衰减规律分析 |
| 3.4.3 基于数值模拟结果的安全判据分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 深孔爆破现场试验研究 |
| 4.1 凹陷式开采矿山概述 |
| 4.1.1 矿山开采现状 |
| 4.1.2 矿山爆破参数 |
| 4.2 爆破振动现场监测试验 |
| 4.2.1 试验目的与意义 |
| 4.2.2 监测试验设备介绍 |
| 4.2.3 试验方案 |
| 4.3 爆破振动速度衰减规律分析 |
| 4.3.1 质点振速峰值衰减规律分析 |
| 4.3.2 质点振速图像分析 |
| 4.3.3 高程放大效应分析 |
| 4.4 爆破振动频率与持续时间变化规律分析 |
| 4.4.1 爆破振动信号频率衰减规律 |
| 4.4.2 爆破振动信号频率分布规律 |
| 4.4.3 爆破振动持续时间变化规律 |
| 4.5 试验结果与数值模拟结果对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 工程应用 |
| 5.1 爆破振动控制 |
| 5.1.1 爆源控制 |
| 5.1.2 确定合理的爆破网路 |
| 5.1.3 爆破安全距离计算与传播路径控制 |
| 5.2 动态监测与信息化施工 |
| 5.2.1 爆破振动监测 |
| 5.2.2 动态信息化施工 |
| 5.3 应用效果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间科研成果及参与的项目 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）边坡爆破的振动响应分析与爆破效果参数的预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 爆破振动波传播效应研究 |
| 1.2.2 爆破振动波能量衰减研究 |
| 1.2.3 爆破振动对边坡的作用研究 |
| 1.2.4 爆破振动强度预测方法研究 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第2章 爆破载荷作用机理与爆破参量预测方法 |
| 2.1 爆破载荷的产生与传播机理 |
| 2.1.1 应力波的分类 |
| 2.1.2 爆破过程中波动形式 |
| 2.2 爆破地震波的传播效应 |
| 2.2.1 爆破地震波的破坏形式和影响因素 |
| 2.2.2 爆破振动强度的表征参量及其在振动危害中的作用 |
| 2.3 爆破振动波的能量传播规律 |
| 2.3.1 爆破地震波能量的计算 |
| 2.4 爆破参数预测方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 应用人工智能预测爆破参量的可行性 |
| 3.1 人工智能与BP神经网络 |
| 3.1.1 BP神经网络 |
| 3.1.2 BP神经网络隐含层节点数设计 |
| 3.1.3 BP神经网络的局限性和改进方法 |
| 3.2 遗传算法与BP神经网络 |
| 3.2.1 遗传算法 |
| 3.2.2 遗传算法的编码设计 |
| 3.3 遗传算法优化神经网络的方法及流程 |
| 3.4 改进BP神经网络算法的程序算例考证 |
| 算例一 广东岭澳核电站二期工程20m平台爆破振速预测 |
| 3.4.1 样本数据 |
| 3.4.2 神经网络结构与参数设计 |
| 3.4.3 结果分析 |
| 算例二 新疆磁海铁矿边坡爆破结果预测 |
| 3.4.4 样本数据 |
| 3.4.5 神经网络结构与参数设计 |
| 3.4.6 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 爆破振动强度预测及能量衰减分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 爆破振动速度预测方法对比分析 |
| 4.2.1 广东岭澳核电站20m平台爆破振动速度预测 |
| 4.2.2 新疆磁海铁矿边坡爆破振动速度预测 |
| 4.3 新疆磁海铁矿爆破振动能量传播规律 |
| 4.3.1 新疆磁海铁矿边坡爆破能量计算方法 |
| 4.3.2 新疆磁海铁矿边坡爆破能量衰减分析 |
| 4.4 新疆磁海铁矿仿真模拟 |
| 4.4.1 模拟软件与程序算法 |
| 4.4.2 数值模拟模型参数设计 |
| 4.5 数值模拟结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）基于多边形应力杂交单元的接触算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究方法及现状 |
| 1.2.1 接触算法的研究现状 |
| 1.2.2 杂交单元法的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容及结构 |
| 第二章 弹性接触问题的基本理论 |
| 2.1 Hertz接触理论 |
| 2.1.1 接触理论 |
| 2.1.2 赫兹接触 |
| 2.1.3 Mindlin理论 |
| 2.2 传统接触数值算法 |
| 2.2.1 Lagrange乘子法 |
| 2.2.2 直接迭代法 |
| 2.2.3 数学规划法 |
| 2.3 直接约束法的基本原理和求解过程 |
| 2.3.1 法向接触条件 |
| 2.3.2 切向接触条件 |
| 2.3.3 接触体的定义 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 二维接触问题的杂交元数值模拟 |
| 3.1 多边形应力杂交单元法的基本理论 |
| 3.1.1 泛函的推导 |
| 3.1.2 程序实现 |
| 3.1.3 程序实现中的若干问题及讨论 |
| 3.2 算例1 |
| 3.2.1 平弹性压头问题的描述 |
| 3.2.2 模型及其力学描述 |
| 3.2.3 计算模型 |
| 3.3 算例2 |
| 3.3.1 离散块体接触问题的描述 |
| 3.3.2 模型及其力学描述 |
| 3.3.3 分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多体粉末压制 |
| 4.1 概述 |
| 4.1.1 粉末压制问题的研究意义 |
| 4.1.2 粉末压制的研究现状 |
| 4.2 多体粉末压制模拟 |
| 4.2.1 模型及其力学描述 |
| 4.2.2 计算过程及分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间科研成果 |
（5）台阶爆破岩体块度及爆堆数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 岩石爆破破碎机理研究现状 |
| 1.2.2 岩石爆破块度预测理论研究现状 |
| 1.2.3 岩石爆破块度测量识别技术研究现状 |
| 1.2.4 数值模拟在岩石爆破领域应用研究现状 |
| 1.3 目前研究存在的问题和不足 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 台阶爆破基本原理研究 |
| 2.1 岩石台阶爆破破岩机理及参数 |
| 2.1.1 台阶爆破破岩过程 |
| 2.1.2 台阶要素及主要参数 |
| 2.2 岩石爆破块度预测模型的研究 |
| 2.2.1 分布函数模型 |
| 2.2.2 应力波模型 |
| 2.2.3 能量模型 |
| 2.2.4 分形模型 |
| 2.3 爆堆形态预测的研究 |
| 2.3.1 抛掷弹道理论 |
| 2.3.2 休止角 |
| 2.3.3 爆堆形态 |
| 2.3.4 块度测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 台阶爆破小块度料的产生机理及数值模拟 |
| 3.1 爆破小块度料的产生机理与理论确定方法 |
| 3.1.1 计算前提条件 |
| 3.1.2 爆破分区计算过程 |
| 3.1.3 粉碎区范围影响因素 |
| 3.2 基于应变率-块度筛分拟合的爆破小块度料预测模型 |
| 3.2.1 计算方法 |
| 3.2.2 技术路线 |
| 3.3 爆破小块度料的数值仿真方法与验证 |
| 3.3.1 工程简介 |
| 3.3.2 模型建立 |
| 3.3.3 爆破振动衰减规律拟合 |
| 3.3.4 爆破块度筛分结果拟合 |
| 3.3.5 预测模型比较与分析 |
| 3.4 深孔台阶爆破小块度料形成的影响因素分析 |
| 3.4.1 结构面的影响 |
| 3.4.2 弹性模量的影响 |
| 3.4.3 不耦合系数的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 台阶爆破块体运动过程数值模拟 |
| 4.1 不同爆破排距作用条件下的岩石抛掷过程模拟 |
| 4.1.1 建立数值模型 |
| 4.1.2 抛掷过程模拟与分析 |
| 4.2 DDA数值模拟验证岩石抛掷弹道理论及完善 |
| 4.2.1 建立数值模型 |
| 4.2.2 抛掷过程模拟与分析 |
| 4.3 不同岩体结构面条件下的岩石抛掷过程模拟 |
| 4.3.1 建立数值模型 |
| 4.3.2 抛掷过程模拟与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 台阶爆破全过程的LS/DYNA-DDA耦合模拟 |
| 5.1 岩体爆破不同区域块度分布的模拟方法分析 |
| 5.1.1 块度粒径小于5mm数值仿真分析 |
| 5.1.2 块度粒径大于5mm数值仿真分析 |
| 5.1.3 爆破块度分布的LS/DYNA-DDA耦合仿真计算方法 |
| 5.2 台阶爆破全过程精细化数值模型及验证 |
| 5.2.1 模型建立 |
| 5.2.2 LS/DYNA-DDA耦合过程 |
| 5.2.3 爆堆形态分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于ALE算法的单孔台阶爆破数值模拟研究（论文提纲范文）
| 1 数值模拟 |
| 1.1 ALE有限元法 |
| 1.2 岩体模型及材料参数 |
| 1.3 炸药模型和状态方程 |
| 1.4 数值计算几何模型 |
| 2 计算结果分析 |
| 2.1 炸药能量的时程分布 |
| 2.2 岩石裂纹的拓展过程 |
| 2.3 岩石破碎块度及其抛掷过程 |
| 3 结论 |
（7）非连续变形分析（DDA）方法控制性参数取值与验证研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 DDA方法研究现状 |
| 1.2.1 DDA方法的验证 |
| 1.2.2 DDA方法理论的改进与完善 |
| 1.2.3 DDA方法工程应用 |
| 1.2.4 DDA方法程序使用的优化 |
| 1.3 本文研究的目的及主要内容 |
| 第2章 二维DDA的基本理论 |
| 2.1 块体位移和变形 |
| 2.1.1 DDA方法的一阶位移形式 |
| 2.1.2 DDA方法高阶位移公式和级数位移近似 |
| 2.1.3 联立方程组 |
| 2.2 块体应力、应变、荷载子矩阵的形成 |
| 2.2.1 弹性子矩阵 |
| 2.2.2 初始应力 |
| 2.2.3 点荷载 |
| 2.2.4 线荷载 |
| 2.2.5 体荷载 |
| 2.2.6 惯性力 |
| 2.2.7 固定点子矩阵 |
| 2.2.8 锚杆连接 |
| 2.3 块体接触理论 |
| 2.3.1 块体接触和嵌入准则 |
| 2.3.2 法向弹簧子矩阵 |
| 2.3.3 切向弹簧子矩阵 |
| 2.3.4 摩擦力子矩阵 |
| 2.3.5 块体E（A，B）接触理论 |
| 2.4 单纯形积分公式 |
| 2.4.1 单纯形的定义 |
| 2.4.2 单纯形积分公式 |
| 2.5 总体方程求解方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 二维DDA计算程序的实现 |
| 3.1 计算程序的文件 |
| 3.2 主程序流程图 |
| 3.3 计算程序的接触理论 |
| 3.3.1 通过距离条件寻找接触 |
| 3.3.2 通过角度条件寻找接触 |
| 3.3.3 接触传递 |
| 3.3.4 接触初始化 |
| 3.4 计算程序的非零稀疏存储 |
| 3.4.1 非零稀疏存储 |
| 3.4.2 图法 |
| 3.4.3 程序解读 |
| 3.4.4 实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 DDA方法控制性参数取值研究 |
| 4.1 研究意义 |
| 4.2 理论研究 |
| 4.2.1 块体接触开-闭迭代分析模型 |
| 4.2.2 DDA块体接触位移理论推导 |
| 4.2.3 DDA块体接触位移理论解分析 |
| 4.3 实例验证 |
| 4.3.1 DDA中时间步长和弹簧刚度的调整策略 |
| 4.3.2 应用自由落体模型研究时间步长 |
| 4.3.3 时间步及弹簧刚度联合影响的取值 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 DDA方法模拟地下厂房围岩变形和破坏特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 地下厂房围岩宏观工程地质特征 |
| 5.3 岩石力学特性与初始应力特征 |
| 5.3.1 岩石力学特性 |
| 5.3.2 初始应力测试成果 |
| 5.4 非连续变形数值分析 |
| 5.4.1 程序的完善 |
| 5.4.2 基本计算模型 |
| 5.4.3 初始应力及力学参数 |
| 5.4.4 基本计算模型成果分析 |
| 5.4.5 各影响因素分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 DDA方法研究塔子坪滑坡稳定性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 滑坡主要特征 |
| 6.2.1 地形地貌与地质条件 |
| 6.2.2 滑坡稳定问题 |
| 6.3 滑坡DDA数值分析模型 |
| 6.3.1 单元划分 |
| 6.3.2 参数取值 |
| 6.3.3 地震载荷的选取 |
| 6.4 滑坡过程的数值模拟分析 |
| 6.4.1 天然工况 |
| 6.4.2 地震载荷工况 |
| 6.4.3 地震载荷及降雨对滑坡的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）近景摄影测量技术在台阶爆破可视化中的应用（论文提纲范文）
| 1 爆破可视化技术现状及存在的问题 |
| 1.1 爆破设计可视化 |
| 1.2 爆破施工过程仿真模拟 |
| 1.3 爆破可视化技术现存的主要问题 |
| 2 近景摄影测量技术在爆破可视化中 的应用 |
| 2.1 近景摄影测量获取地形地质资料的步骤 |
| 2.2 近景摄影测量在爆破可视化中的应用 |
| 3 结论 |
（9）露天台阶爆破的颗粒流模拟初探（论文提纲范文）
| 一、爆堆形态的研究现状 |
| 二、颗粒流方法 |
| 1. 阻尼 |
| 2. 粘结 |
| 三、爆炸荷载的简化及施加 |
| 四、PFC2D在爆堆形状模拟中的应用 |
| 1. 材料PFC微参数的选择 |
| 2. 单孔台阶爆破的PFC模拟 |
| 3. 爆堆形状的合理性研究 |
| 五、结论与展望 |
（10）露天台阶爆破爆堆形态的PFC模拟（论文提纲范文）
| 1 PFC方法中阻尼和粘结设置 |
| 1.1 阻尼的设置 |
| 1.2 粘结的设置 |
| 2 爆炸荷载的简化及施加 |
| 3 爆堆形状的PFC模拟 |
| 3.1 材料PFC微参数的选择 |
| 3.2 岩体破碎时间确定 |
| 3.3 排间延时时间确定 |
| 3.4 单孔台阶爆破的PFC模拟 |
| 3.5 双排孔台阶爆破 |
| 4 单排炮孔爆堆形态与爆破参数关系研究 |
| 4.1 爆堆形态与抵抗线关系 |
| 4.2 爆堆形态与炸药单耗q的关系 |
| 4.3 爆堆形态与台阶高度H的关系 |
| 5 结论与展望 |
四、DDA方法在台阶爆破仿真模拟中的应用（论文参考文献）
- [1]台阶爆破信号时频特征影响因素分析与预测[D]. 王子明. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]凹陷式矿山深孔爆破对注浆帷幕影响机制与振动控制方法研究[D]. 张玉川. 山东大学, 2021(12)
- [3]边坡爆破的振动响应分析与爆破效果参数的预测方法研究[D]. 文博. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]基于多边形应力杂交单元的接触算法研究[D]. 杨锋. 昆明理工大学, 2019(01)
- [5]台阶爆破岩体块度及爆堆数值模拟研究[D]. 王金绪. 长江科学院, 2018(08)
- [6]基于ALE算法的单孔台阶爆破数值模拟研究[J]. 陈鹏辉,雷涛. 有色金属(矿山部分), 2016(01)
- [7]非连续变形分析（DDA）方法控制性参数取值与验证研究[D]. 冯细霞. 长江科学院, 2014(07)
- [8]近景摄影测量技术在台阶爆破可视化中的应用[J]. 刘亮,陈明,郑炳旭,卢文波,宋锦泉. 爆破, 2013(01)
- [9]露天台阶爆破的颗粒流模拟初探[J]. 金南兰. 中国水运(下半月), 2012(12)
- [10]露天台阶爆破爆堆形态的PFC模拟[J]. 苏都都,严鹏,卢文波,陈明. 爆破, 2012(03)