含节理岩体爆破过程中应力波传播与裂纹扩展的数值研究

摘要：

岩体中存在着大量自然形成的节理,这些节理导致岩体的力学性质、振动、渗透、能量传递等多种性能发生改变.爆炸应力波在含节理岩体中的传播与衰减也随着发生改变,进而影响工程爆破的效果及安全性.对含节理岩体的爆生裂纹扩展与爆炸应力波传播规律进行研究,通过建立含节理岩体的爆炸数值模型得到节理两侧岩体的有效应力和振动速度,并利用应力波的波动理论与能量密度理论计算出节理的透反射系数和透反射能量比.在此基础上研究节理几何参数(节理填充物厚度D、爆源到节理的法向距离R、爆源到节理的竖向距离H、节理倾角 )对含节理岩体爆生裂纹扩展的影响以及上述参数与节理的透反射系数和透反射能量比关系.结果表明当节理位于裂纹区且爆源到节理的竖向距离H与法向距离R之比H/R=1时,节理的反射系数及反射能量比处于最大值,切应力成为此范围内影响节理面损伤的主要因素;节理近爆侧岩体的破碎区域面积与节理填充物厚度D成正相关;节理近爆侧岩体的破碎区域面积与爆源到节理的法向距离R和爆源到节理的竖向距离H成负相关;当节理位于裂纹区时,节理对岩体的爆破碎岩效果影响最大.

关键词：岩石爆破、节理、应力波传播、数值模拟、透反射系数、透反射能量比

所属期刊栏目：54

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;甘肃省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2022-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2501-2512