含裂隙岩体单孔爆破应力波传播及裂缝扩展规律研究

作     者：黄铭皓 范勇 杨广栋 冷振东 王奋 

作者机构：三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室 三峡大学水利与环境学院 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 

出 版 物：《三峡大学学报(自然科学版)》 (Journal of China Three Gorges University(Natural Sciences))

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51979152,52209162,52379128) 湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划(T2020005) 

主　　题：爆破 裂隙 应力波 裂缝扩展 透反射系数 

摘      要：岩体中裂隙的存在必然会影响爆破应力波的传播以及裂缝的扩展.借助ANSYS/LS-DYNA有限元软件,采用RHT材料模型,模拟了含裂隙岩体单孔爆破裂隙两侧岩体单元振动速度与有效应力,利用波动理论计算了应力波通过不同裂隙几何参数(爆源到裂隙竖向距离、裂隙宽度)的透反射系数,并分析了不同裂隙几何参数下单孔爆破应力波传播和裂缝扩展规律.研究结果表明:爆源至裂隙水平距离增大使得裂隙迎爆侧岩体破坏模式由压破坏为主向拉破坏为主转变;同时背爆侧岩体有效应力峰值发生明显减小,裂隙背爆侧爆生裂缝数量减少.随裂隙宽度增大,透射系数逐渐减小,背爆侧岩体有效应力峰值发生衰减;裂隙宽度与裂隙的阻隔作用正相关.随爆源至裂隙竖向距离增大,透射系数先迅速增大再减小后趋于平缓,反射系数先迅速减小再增大后趋于平缓.