中间起爆柱状药包爆炸应力应变场演化规律
杨仁树1
郭洋2
李清3
许鹏3
陈程3
方士正3
1.北京科技大学土木与资源工程学院,北京100083;北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京1000832.北京科技大学土木与资源工程学院,北京100083;北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室,北京1000833.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083
摘要：结合动态焦散线、超动态应变测试和数值分析方法,对中间起爆柱状药包爆炸材料中的应力应变场以及爆生裂纹尖端局部应力场的演化规律进行了研究.3种分析方法得到的结论具有一致性.由焦散线方法可得,中间位置起爆柱状药包中垂线方向、端部垂线方向、端部轴向和端部倾斜方向主应力差值依次减小,各方向近炮孔圆孔处主应力差最大值分别为50.9,29.9,15.3和13.3 MPa,端部效应明显.由于爆炸应力波迅速衰减,圆孔处主应力差值差异随距离炮孔距离的增加逐渐减小.利用小圆孔可有效的对裂纹影响大小和影响范围进行测量,当爆生裂纹扩展到圆孔附近时,受爆生裂纹尖端局部应力场的影响,圆孔处焦散斑呈增大趋势,随着裂纹的不断扩展,其圆孔处焦散斑方向随之不断变化.由超动态应变测试方法可得:炮孔柱部由于应力波的叠加,垂直炮孔方向应变持续时间为40 μs,主要表现为压应变,炮孔端部轴向应变持续时间为10 μs,首先表现为压应变,随后转为拉应变并持续了较长时间.数值模拟得到了炮孔周围4个方向应力衰减的拟合曲线,弥补了实验方法不能测得炮孔近区应力应变场演化规律的缺陷.中间起爆柱状药包显著改善了沿炮孔轴线爆炸应力场的均匀程度,有利于岩石的破碎,从而提高炮眼利用率,减少岩石大块率.
关键词：柱状药包主应力差爆炸应力场动态焦散线起动态应变测试数值分析
分类号：TD235(矿山设计与建设)
资助基金：中国博士后科学基金(2019M650492)国家重点研发计划(2016YFC0600900)
论文发表日期：2019-11-28
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( 3423-3431 )
英文信息