不同角度预制裂隙条件下双孔爆破裂纹扩展规律
沈世伟1
李国良2
李冬3
廖文旺2
徐燕2
1.吉林大学建设工程学院,吉林长春130026;中国科学院冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州7300002.吉林大学建设工程学院,吉林长春,1300263.中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北武汉,430056
摘要：隧道等地下工程爆破施工中,节理、裂隙等缺陷的存在往往对最终的爆破效果起到至关重要的作用,尤其倾斜缺陷存在时,超欠挖现象十分突出.基于含倾斜缺陷模型裂纹动态扩展的复杂性,采用新型数字激光动焦散线试验系统,在双孔同时起爆条件下,研究不同倾斜角度预制裂隙条件下爆生裂纹的扩展规律.研究结果表明:爆生主裂纹与衍生裂纹分别相向扩展,最终二者非直接相遇,而是以“勾连”形式贯通;裂纹扩展前期,爆生裂纹尖端同时受到压缩波及剪切波的作用,剪切波开始作用时间晚于压缩波,裂纹尖端主要以压缩波产生的拉应力作用而扩展,同一时刻爆生裂纹尖端应力强度因子K大于KⅡ;裂纹尖端的裂纹扩展速度、应力强度因子及能量释放率等特征量整体呈先增大后减小的趋势.裂纹扩展后期,裂纹尖端主要受爆生气体的准静压作用,特征量呈振荡式变化;在一定范围内,随着预制裂隙倾斜角度的增加,特征量峰值更高,爆生主裂纹和衍生裂纹扩展的时间更长,扩展的距离更远;随着预制裂隙倾斜角度的增大,爆生主裂纹与衍生裂纹尖端之间最终围成的破坏面积更大,爆炸荷载与预制裂隙相互作用更加明显.本试验的研究成果为分析介质存在节理、裂隙等缺陷时,爆破裂纹扩展的物理过程提供了参考.
关键词：双孔爆破预制裂隙应力强度因子能量释放率裂纹扩展
分类号：TD235(矿山设计与建设)
资助基金：国家自然科学基金(41502270)国家自然科学基金(41702300)国家重点实验室开放基金(SKLFSE201506)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 3049-3057 )
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