围压作用对爆破裂纹空间形态影响的试验研究

摘要

爆破裂纹的空间形态是进行爆破设计的理论依据。地下超深孔爆破炮孔处在围压作用之中，无爆破自由面，此种条件下爆破裂纹空间形态有待进一步的研究。采用4000 kN大型真三轴加载设备和煤矿许用导爆索分别提供围压静载和爆炸动载，并浇筑300 mm×300 mm×300 mm尺寸水泥砂浆立方体试块，采用的等效炸药量均为3 g,围压条件下试块加载的第一、第二、第三主应力分别为8.50 MPa、7.00 MPa、5.75 MPa,对比分析有、无围压两种条件爆破裂纹的空间形态差异。研究发现：围压条件下的爆破裂纹空间形态与拥有爆破自由面条件的爆破裂纹空间形态差异极大，四周拥有爆破自由面条件下试块爆破破碎为碎块，在块度尺寸L<100 mm和100 mm≤L≤200 mm范围内的破碎块度质量分别占试块总质量的30%和70%,其中大尺寸150 mm≤L<200 mm范围内的块度质量占比达到55.32%,但是数量较少，并且都产生于试块表面；围压条件下，在垂直于第二主应力方向产生一个以封孔器为中心对称的宏观破裂面，在试块的其它表面上产生了几条宏观裂纹。试块剖开后，在炮孔壁部产生微裂纹，在预先射孔方向的孔壁处产生明显的裂纹。

关键词

爆炸致裂 / 围压 / 真三轴设备 / 裂纹空间形态

基金资助

十三五国家科技重大专项“缝洞型油藏堵调及靶向酸压工艺技术”(编号：2016ZX05014-005-003); 国家自然科学基金青年项目(No.51604261)