微差爆破作用下多条定向裂纹扩展行为试验研究

摘要

基于数码电子雷管的精细化微差爆破破岩工程中，采用炮孔切槽可以控制爆生裂纹的扩展方向。为分析微差时间对多条定向裂纹扩展行为的影响，开展了多向切槽炮孔试件的微差爆破动态焦散线试验，分析了裂纹扩展路径和裂纹尖端力学特征。研究结果表明：炮孔多向切槽可以较好地控制裂纹扩展方向，2组试件的爆生主裂纹沿切槽方向扩展，先爆炮孔的大部分裂纹长度大于后爆炮孔；在微差时间为30μs时，孔间裂纹在相遇处呈“勾连状”分布，后爆炮孔裂纹的偏转角度更大；裂纹扩展速度、动态应力强度因子和动态能量释放率的变化趋势基本一致，其在裂纹靠近时显著上升，先爆炮孔裂纹的变化幅度更大，2条裂纹转变为Ⅰ-Ⅱ复合型后交错扩展；在微差时间为180μs时，后爆炮孔在水平方向的切槽导向作用减弱，呈“Y”形裂纹分布，先爆炮孔的裂纹扩展速度受到明显影响。研究结果对优化微差时间及提高破岩效率具有参考价值。

关键词

微差爆破 / 定向裂纹 / 动态焦散线 / 裂纹扩展速度 / 动态应力强度因子 / 动态能量释放率