岩石爆破损伤演化与动力响应的空孔效应

李涛 倪羽 王志亮

李涛, 倪羽, 王志亮. 岩石爆破损伤演化与动力响应的空孔效应[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251116
引用本文: 李涛, 倪羽, 王志亮. 岩石爆破损伤演化与动力响应的空孔效应[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251116

岩石爆破损伤演化与动力响应的空孔效应

doi: 10.11858/gywlxb.20251116
  • 摘要: 针对传统周边爆破易诱发随机裂纹损伤围岩的问题,结合弹性力学理论与基于ANSYS/LS-DYNA的数值模拟,深入研究了空孔定向爆破的损伤演化与动力响应特性。首先,基于弹性力学理论,阐释了控制定向裂纹扩展的力学机制,揭示了在爆炸荷载作用下空孔通过应力波反射产生拉应力集中的机理;接着,通过建立平面双孔不耦合装药数值模型,系统研究了炮孔间距和地应力场对损伤演化的影响;最后,分析了空孔附近峰值应力和质点峰值振速的动态变化规律。结果表明:空孔显著改变爆炸能量分布,将其引导至集中于炮孔连线方向,有效抑制了非预期裂纹的萌生与扩展;空孔定向效果受地应力调控,高地应力削弱空孔水平方向的拉应力集中,抑制炮孔间裂纹扩展,因此,炮孔布置宜平行于岩体最大主应力方向,以最大化定向效果并减弱地应力抑制;炮孔间距为11~14倍炮孔直径时,可促进主裂纹稳定定向扩展,抑制非预期裂纹发育,显著改善围岩损伤控制效果。高地应力工况下,需将孔距参考值缩小至8~11倍炮孔直径。

     

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  • 网络出版日期:  2025-08-30

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