装药不耦合系数对初始地应力下岩石爆破裂纹扩展影响的试验研究

摘要

不耦合装药会改变爆炸产物对岩石的作用方式，从而获得不同的爆破破碎岩石的效果。为研究装药不耦合系数对初始地应力下岩石爆破裂纹扩展的影响，利用一种符合硬岩力学特性的透明模型相似材料，开展双向等荷载下透明岩石爆破相似模型试验。试验结果表明：等围压荷载作用下，模型试件所产生的最长径向主裂纹沿着对角线(最大主应力)的方向扩展；不耦合系数显著影响初始应力状态下岩石爆生裂纹的扩展，爆后模型试件上产生的径向主裂纹，其长度最大值以及平均值均随不耦合系数的增大而减小，最大环向裂隙圈直径以及平均环向裂隙圈直径随着不耦合系数的增大均减小；初始应力状态下，压缩粉碎圈的直径随不耦合系数增大而变化的规律则有所不同，呈现出先增大后减小的规律。在深部岩体爆破开挖时，可以利用径向主裂纹的扩展长度与不耦合系数之间关系，进行控制爆破参数设计，从而减少围岩超挖和欠挖，实现巷道爆破高效率。研究结果对丰富深部岩石爆破理论以及工程实践具有重要意义。

关键词

岩石爆破 / 模型试验 / 深部岩体 / 高地应力 / 不耦合系数

基金资助

国家自然科学基金(52104116、52074009); 安徽理工大学校级重点项目(xjzd2020-16)