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展行為和作用機理,以PMMA代替巖石材料,利用預制裂紋代替空孔缺陷,借助動態(tài)焦散線系統(tǒng)和理論分析為手段,研究不同間距下空孔、空孔處預制裂紋、爆生裂紋動態(tài)擴展規(guī)律及機理,分析不同"徑距比"與掏槽效果的關系。研究結果表明:在裝藥量一定的情況下,隨著炮孔與空孔距離的變化,爆生裂紋擴展距離呈現(xiàn)遞增而預制裂紋擴展距離呈現(xiàn)遞減的趨勢,但都存在極值;當炮孔與空孔距離較小時,爆生裂紋和預制裂紋擴展及相互作用最復雜,爆生裂紋擴展經歷由壓縮應力波為主,表現(xiàn)為直線的前期擴展;由空孔處發(fā)射應力波和壓縮應力波共同作用下,爆生裂紋偏離炮孔與空孔連心線的中期擴展,以及由空孔應力集中區(qū)作用使爆生裂紋向空孔方向偏移的后期階段;預制裂紋擴展經歷由空孔處應力集中作用下,表現(xiàn)為直線的前期擴展,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;當炮孔與空孔距離較大時,反射應力波及應力集中效應對爆生裂紋和預制裂紋擴展在減弱,爆生裂紋與預制裂紋擴展行為僅有前期直線擴展階段。"徑距比"的大小對爆破效果影響較大,直眼掏槽爆破應以最優(yōu)"徑距比"作為...

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圖1 透射式焦散線實驗系統(tǒng)

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

圖2 炮孔與空孔布置方案

實驗采用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展行為的影響。1.3實驗分析計算原理

圖10 爆生和預制裂紋擴展距離變化

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

圖11 預制裂紋尖端在反射應力波作用下的應力狀態(tài)

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

本文編號：4019159