三向围压与液氧爆破荷载耦合作用下红砂岩损伤破裂特征研究

摘要

为弥补液氧爆破技术理论研究中围压耦合作用分析的不足，通过现场试验与LS-DYNA数值模拟相结合，利用液压真三轴加载系统，系统研究红砂岩试件的损伤演化规律。结果表明：围压显著影响爆破效果，无围压时裂纹长且分散，而围压增加则抑制裂纹扩展，使爆破能量集中、裂纹方向明确且数量减少；试件底部漏斗效应受多种因素影响且围压改变其几何参数，应变峰值与破坏现象相关且围压增加抑制应变增长；数值模拟进一步揭示岩体应力与损伤演化规律，显示围压抑制损伤扩展、降低钻孔周围能量峰值并使能量衰减变缓。本研究揭示了围压对液氧爆破损伤破裂特征的关键调控作用，为深部高应力岩石爆破提供了理论依据与实践参考。

关键词

液氧破岩 / 分形维数 / 应变峰值 / 损伤分析 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金铁路基础研究联合基金资助项目(U2468219); 中央高校基本科研业务费专项资助项目(2025JCCXLJ01); 深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室开放基金资助项目(HNKY2024YB103)