岩体性能变化条件下台阶爆破根底的产生机制研究

爆破根底会严重影响深孔台阶爆破效果及后续施工工序。结合台阶爆破岩体破坏特征及结构动力学理论，将多自由度体系结构动力法应用于台阶爆破的结构受力分析中，研究了岩体力学性能变化对台阶底部岩体破坏、根底形成的影响机制。结果表明：当台阶中部岩体力学性能降低50%时，岩性软弱段会弱化上部荷载对底部岩体的破坏作用，使底部岩体剪力最大削弱7.8%、弯矩减小6.6%，受力减弱使得根底形成机率增加，并且这种弱化作用随着岩体力学性能的降低而显著增大；而当台阶底部岩体力学性能增强时，可小幅度增大底部岩体的内力，但因材料强度大幅提高，岩体破坏难度增大，从而较易形成爆破根底。进一步利用岩体结构破坏准则分析了不同因素对台阶根底形成的影响机制，发现岩性分布不均及其引起的结构刚度、底部受力条件变化是导致根底形成的主要原因，通过调整起爆点高度可以减小中部岩性软弱段对底部岩体的受力影响，采取增加底部岩体受力条件及减小底部岩体结构刚度的工程措施也能增加底部岩体破坏程度，避免爆破根底的形成，相关研究成果可供类似工程参考。