切缝药包爆破定向裂纹与张开节理相互作用的实验研究

作     者：丁晨曦 杨仁树 陈程 马鑫民 康一强 赵勇 DING Chen-xi;YANG Ren-shu;CHEN Cheng;MA Xin-min;KANG Yi-qiang;ZHAO Yong

作者机构：北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 

出 版 物：《工程科学学报》 (Chinese Journal of Engineering)

年 卷 期：2021年第43卷第7期

页      面：894-902页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：中国博士后科学基金资助项目(2020M680354) 国家自然科学基金资助项目(51934001,52074301) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP-20-044A1) 

主　　题：切缝药包 爆破 张开节理 焦散线 裂纹扩展 

摘      要：为了探究切缝药包爆破定向裂纹与张开节理的相互作用过程,采用动态焦散线方法,结合高速摄影技术,开展了爆破模型实验研究.研究结果表明,张开节理对切缝药包爆破定向裂纹的扩展有阻滞作用,定向裂纹不会穿过张开节理继续扩展,而是在经过与节理相互作用后在节理端部产生两条翼裂纹.当定向裂纹垂直入射时,节理两端的受力状态基本相同,两条翼裂纹的起裂和扩展行为基本一致,两条翼裂纹的分布状态基本对称.张开节理的几何特征对翼裂纹起裂时的动态应力强度因子有显著影响,一定程度上决定了翼裂纹起裂的难易程度.当定向裂纹倾斜入射时,节理两端的受力状态存在差异,靠近定向裂纹入射点的一端能够获得更多的起裂能量,从而优先起裂和扩展,并形成更长的翼裂纹.