地应力作用下液态CO2相变爆破数值模拟研究
王岩
中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 沈阳 110016;煤矿灾害防控全国重点实验室,辽宁 抚顺 113122
摘要：为了明晰高地应力条件下煤(岩)体的力学性质与煤(岩)体破坏机制,采用理论模型分析地应力与CO2 相变爆破冲击载荷耦合作用下的应力场分布情况,揭示了地应力对CO2 相变爆破裂纹扩展的影响机理;采用向煤(岩)体施加冲击载荷的方式模拟CO2 相变爆破过程,分析地应力大小和侧向应力系数对环向应力、径向应力场分布的影响.研究结果表明:在等双轴压力条件下,在炮孔壁处产生圆形分布的环向压缩应力,随着地应力的增加,环向应力也随之增加,环向应力为原位地应力的 2 倍,环向压缩应力导致径向裂纹的萌生和扩展在各个方向上受到阻碍;地应力在孔壁附近引起应力集中,环向应力相较径向应力数值更大,环向应力对裂纹的扩展起决定性作用,因此大部分裂纹将沿径向发展;环向应力随着时间的增加呈现振荡式衰减特征,最终稳定于初始地应力周围.
关键词：CO2相变爆破地应力环向应力径向应力侧向应力系数
分类号：TD325.3(矿山压力与支护)
资助基金：辽宁省科技计划联合计划应用基础研究项目(2023JH2/101700247)
论文发表日期：2025-10-30
在线出版日期：2025-10-28（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 158-170 )
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