空孔在巖石巷道直眼掏槽爆破中具有重要作用,為研究空孔及其缺陷在爆炸荷載作用下的擴(kuò)展行為和作用機(jī)理,以PMMA代替巖石材料,利用預(yù)制裂紋代替空孔缺陷,借助動(dòng)態(tài)焦散線系統(tǒng)和理論分析為手段,研究不同間距下空孔、空孔處預(yù)制裂紋、爆生裂紋動(dòng)態(tài)擴(kuò)展規(guī)律及機(jī)理,分析不同"徑距比"與掏槽效果的關(guān)系。研究結(jié)果表明:在裝藥量一定的情況下,隨著炮孔與空孔距離的變化,爆生裂紋擴(kuò)展距離呈現(xiàn)遞增而預(yù)制裂紋擴(kuò)展距離呈現(xiàn)遞減的趨勢,但都存在極值;當(dāng)炮孔與空孔距離較小時(shí),爆生裂紋和預(yù)制裂紋擴(kuò)展及相互作用最復(fù)雜,爆生裂紋擴(kuò)展經(jīng)歷由壓縮應(yīng)力波為主,表現(xiàn)為直線的前期擴(kuò)展;由空孔處發(fā)射應(yīng)力波和壓縮應(yīng)力波共同作用下,爆生裂紋偏離炮孔與空孔連心線的中期擴(kuò)展,以及由空孔應(yīng)力集中區(qū)作用使爆生裂紋向空孔方向偏移的后期階段;預(yù)制裂紋擴(kuò)展經(jīng)歷由空孔處應(yīng)力集中作用下,表現(xiàn)為直線的前期擴(kuò)展,以及由爆生裂紋處反射拉伸波作用使其向爆生裂紋發(fā)展的后期階段;當(dāng)炮孔與空孔距離較大時(shí),反射應(yīng)力波及應(yīng)力集中效應(yīng)對爆生裂紋和預(yù)制裂紋擴(kuò)展在減弱,爆生裂紋與預(yù)制裂紋擴(kuò)展行為僅有前期直線擴(kuò)展階段。"徑距比"的大小對爆破效果影響較大,直眼掏槽爆破應(yīng)以最優(yōu)"徑距比"作為...

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【部分圖文】：

圖1 透射式焦散線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

動(dòng)焦散測試系統(tǒng),研究爆炸裂紋和爆炸應(yīng)力波相互作用規(guī)律的主要手段,其是利用光測力學(xué)的原理,主要構(gòu)成有高速攝影儀、場鏡、試件、激光光源等,其構(gòu)成如圖1所示。1.2實(shí)驗(yàn)所用試件及主要參數(shù)

圖2 炮孔與空孔布置方案

實(shí)驗(yàn)采用7種方案,空孔和炮孔之間的距離L(圖2)分別為55mm、65mm、75mm、85mm、95mm、115mm、125mm。研究不同距離下爆生裂紋及空孔缺陷對裂紋擴(kuò)展行為的影響。1.3實(shí)驗(yàn)分析計(jì)算原理

圖10 爆生和預(yù)制裂紋擴(kuò)展距離變化

從裂紋動(dòng)態(tài)擴(kuò)展過程及最終的結(jié)果可以看出,隨著間距L的改變,空孔對爆生裂紋和預(yù)制裂紋的擴(kuò)展存在一定影響規(guī)律:如圖10所示,裝藥量一定的前提下,當(dāng)L不斷增大時(shí),爆生裂紋的長度不斷增大,等增大到一定距離后就停止;空孔處預(yù)制裂紋呈現(xiàn)遞減的趨勢,當(dāng)L增大到一定范圍時(shí),預(yù)制裂紋不擴(kuò)展。在本實(shí)....

圖11 預(yù)制裂紋尖端在反射應(yīng)力波作用下的應(yīng)力狀態(tài)

從以上分析可以看出,預(yù)制裂紋的擴(kuò)展行為受到空孔處應(yīng)力集中和爆生裂紋的影響,分為擴(kuò)展早期和晚期兩個(gè)階段。擴(kuò)展早期先是沿著連心線方向擴(kuò)展,其主要受到應(yīng)力集中的作用;擴(kuò)展后期,當(dāng)爆生裂紋出現(xiàn)時(shí)為預(yù)制裂紋擴(kuò)展提供了自由面,反射應(yīng)力波引導(dǎo)預(yù)制裂紋向自由面方向擴(kuò)展。(2)爆生裂紋擴(kuò)展行為及....

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