不同角度预制裂隙条件下双孔爆破裂纹扩展规律

论文摘要

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KⅠ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。

论文目录

• 1 试验系统与模型
•   1.1 试验系统
•   1.2 试验模型及参数
•   1.3 计算原理
•     （1）裂纹扩展速度
•     （2）裂纹尖端应力强度因子
•     （3）裂纹尖端动态能量释放率
• 2 试验结果与分析
•   2.1 裂纹扩展路径分析
•   2.2 裂纹扩展速度分析
•   2.3 裂纹尖端应力特征分析
•   2.4 裂纹尖端能量释放率
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 沈世伟,李国良,李冬,廖文旺,徐燕

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

来源: 煤炭学报 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 工业通用技术及设备,公路与水路运输,建筑科学与工程

单位: 吉林大学建设工程学院,中国科学院冻土工程国家重点实验室,中交第二公路勘察设计研究院有限公司

基金: 国家自然科学基金青年基金资助项目(41502270,41702300),中国科学院冻土工程国家重点实验室开放基金资助项目(SKLFSE201506)

分类号: U455.6;TU94

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.1362

页码: 3049-3057

总页数: 9

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