岩体结构面对应力波传播及动态破坏影响研究

岩体内不连续结构面对爆炸应力波的传播具有重要影响,目前关于结构面充填物力学性质对爆炸应力波传播与动态裂缝扩展演化的影响机制尚不明确。通过构建包含不同类型结构面的岩体数值模型,研究了在地应力和爆炸动荷载共同作用下结构面充填物力学性质对爆炸应力波传播及动态破坏模式的影响,同时进行了含多组结构面煤岩爆破数值模拟。通过对爆炸损伤及各监测点应力分析表明,爆炸应力波在结构面处的反射作用随着结构面充填物力学性质的减弱而逐渐增强,而透射作用则随着结构面充填物力学性质的减弱而逐渐减弱。反射作用将导致结构面迎波面形成典型的“反射拉伸裂缝”“层裂裂缝”“末端转向裂缝”,进而加剧该区域岩体的破坏程度;透射作用会导致结构面自身破坏及在背波面处形成宏观径向爆炸裂缝。模型2~5(含结构面)中区域Ⅱ内(含结构面一侧)形成的“主裂缝”数量比区域Ⅰ(不含结构面一侧)增长60%~75%左右,模型3中爆炸裂缝扩展总长度最大。煤岩爆炸数值模拟结果表明,随着结构面数量的增加,其对爆炸裂缝扩展形态及爆炸效果起控制作用。研究结果可为工程爆破施工设计、冲击地压防治和岩爆灾害等提供一定技术支撑依据。