爆炸荷載下巖體破裂影響因素研究

王發青

（吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林長春 130021）

爆炸荷載下巖體破裂影響因素研究

王發青

（吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林長春 130021）

為研究巖體在爆炸荷載作用下裂紋擴展的影響因素，采用ANSYS/LS-DYNA動力軟件對砂巖爆破裂紋擴展機理進行數值模擬，并考察地應力、自由面和節理等因素對爆破裂紋擴展的影響。結果表明：爆生氣體與應力波聯合作用下的裂隙區半徑是應力波單獨作用下裂隙區半徑的1.85倍，爆生氣體的存在使破巖過程更為有效；當側壓系數不變時，隨著初始應力的增加，裂隙區擴展半徑減小；自由面產生的反射拉伸應力波導致平行于自由面的裂紋產生；自由面與節理平行或垂直對爆破裂紋的分布有很大影響。

巖體；動力學特性；爆破裂紋；數值模擬

鉆爆技術作為巖體挖掘的主要手段，為大型地下洞室施工：如水利水電，地鐵工程和采礦工程等。在爆破開挖中，巖石斷裂面的大小完全取決于巖石的性質。與爆破效果相關聯的巖石性質包括密度，彈性模量，孔隙率等參數。在巖石爆破過程中，巖石加載速率為100~104S-1，和巖石的力學性能相比加載速率下的靜載荷更加復雜。長久以來通過對爆破機理的分析，發現巖石爆破主要取決于巖石的拉伸強度。然而，對于巖石爆破效果的數值和理論計算，不同學者就巖石的動態抗拉強度取值觀點并不一致。

1 對爆破破巖影響因素的探究

1.1 爆破破巖受地應力的影響

地應力是由于巖石發生改變而引起的內部的作用力，它存在于地殼中。……