爆炸载荷下空孔缺陷与爆生裂纹扩展行为研究

作     者：张召冉 左进京 郭义先 ZHANG Zhaoran;ZUO Jinjing;GUO Yixian

作者机构：北方工业大学土木工程学院北京100141 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 北京市勘察设计研究院有限公司北京100038 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2016YFC0600903) 北方工业大学校内人才强校行动计划(18XN012/074) 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2020年第39卷第3期

页      码：111-119页

摘      要：空孔在岩石巷道直眼掏槽爆破中具有重要作用,为研究空孔及其缺陷在爆炸荷载作用下的扩展行为和作用机理,以PMMA代替岩石材料,利用预制裂纹代替空孔缺陷,借助动态焦散线系统和理论分析为手段,研究不同间距下空孔、空孔处预制裂纹、爆生裂纹动态扩展规律及机理,分析不同“径距比”与掏槽效果的关系。研究结果表明:在装药量一定的情况下,随着炮孔与空孔距离的变化,爆生裂纹扩展距离呈现递增而预制裂纹扩展距离呈现递减的趋势,但都存在极值;当炮孔与空孔距离较小时,爆生裂纹和预制裂纹扩展及相互作用最复杂,爆生裂纹扩展经历由压缩应力波为主,表现为直线的前期扩展;由空孔处发射应力波和压缩应力波共同作用下,爆生裂纹偏离炮孔与空孔连心线的中期扩展,以及由空孔应力集中区作用使爆生裂纹向空孔方向偏移的后期阶段;预制裂纹扩展经历由空孔处应力集中作用下,表现为直线的前期扩展,以及由爆生裂纹处反射拉伸波作用使其向爆生裂纹发展的后期阶段;当炮孔与空孔距离较大时,反射应力波及应力集中效应对爆生裂纹和预制裂纹扩展在减弱,爆生裂纹与预制裂纹扩展行为仅有前期直线扩展阶段。“径距比”的大小对爆破效果影响较大,直眼掏槽爆破应以最优“径距比”作为掏槽爆破参数设计的依据。

主 题 词：岩石爆破 空孔 预制裂纹 裂纹扩展 

学科分类：1002[医学-临床医学类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080101[080101] 0801[工学-力学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13465/j.cnki.jvs.2020.03.015

馆 藏 号：203885449...