煤炭学报

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,

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。

来源：2019年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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