束状炮孔爆破倾斜张开节理的动态断裂特性研究

采用动态焦散线实验和ABAQUS数值模拟,对束状炮孔柱部区域和端部区域节理处裂纹的动态断裂特性进行了研究。结果表明,在炮孔柱部区域,初始爆炸应力波在张开节理处产生透射波与绕射波并与其相互叠加,节理端部产生拉剪应力集中形成翼裂纹,垂直于节理面起裂扩展。且节理近端翼裂纹扩展速度、扩展长度和裂纹尖端应力强度因子较节理远端处翼裂纹的相应值大。而次生裂纹是爆炸应力波在试件边界处产生的反射拉伸波与倾斜张开节理相互作用起裂的,并沿水平方向扩展。远端次生裂纹的起裂韧度约为翼裂纹的0.5倍,且由于反射波较弱,次生裂纹的扩展长度远小于翼裂纹。炮孔端部区域翼裂纹和次生裂纹是在倾斜张开节理处的反射拉伸波和绕射波与倾斜张开节理的相互作用下先后起裂的,翼裂纹偏向炮孔方向起裂,并向相反方向扩展,而次生裂纹近似沿着爆炸应力波的传播方向扩展。

束状炮孔爆破效应的动光弹实验研究

根据动光弹仪在不同瞬间所拍摄的等差条纹图片,对束状炮孔的几种布孔形式(如直线形,半圆形和圆形)的爆炸应力场进行了定性分析,描述了各布孔形式下的应力波的传播、应力分布情况及其作用结果,比较了它们之间在这些方面的异同点。布孔形式、布孔参数不同,应力分布随之改变,爆破效果也异,尤其是不同布孔形式之间的这些差别更为明显。爆后分析结果表明,动光弹试验可为现场的工程设计提拱一定的理论依据。