液电脉冲致裂试验与影响因素模拟分析

摘要

液电脉冲放电是一种能够在液体中产生强有力冲击波的技术，利用该技术可以达到有效致裂岩石的目的。首先开展室内试验，基于液电脉冲试验平台对两块自制混凝土进行多次液电冲击，观察致裂效果；然后，基于非线性有限元软件Ls-dyna,将多次水中脉冲放电等效于循环水下爆炸以间接模拟液电脉冲致裂过程，分析放电距离、充电能量、围压、放电次数对岩石致裂效果的影响；最后，采用正交分析的方式给出各因素影响程度排序。结果表明：在30次液电脉冲激波作用下，混凝土出现了冲蚀区、环形裂纹、角裂以及侧面裂纹，其中环形裂纹、角裂以及侧面裂纹的形成主要是由反射拉伸波、环向拉伸波、水楔三者共同作用的结果，冲蚀区的形成主要是由激波的迎面冲击和水楔共同作用的结果；增大围压，减小充电能量，增大放电距离，减少放电次数都会抑制岩石裂纹的产生；影响因素抑制作用程度由大到小排序为围压、充电能量、放电距离、放电次数。

关键词

液电脉冲 / 室内试验 / 致裂机制 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金项目(52174010,52227804)