Page 143 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

第 45 卷 陶 明，等： 不同倾角充填节理对岩石爆破块度的影响 第 6 期

理对爆破破碎、应力波传播等的影响，将混凝土 Gypsum and cement mixtures
浇铸成包含不同节理倾角的条形长方体试样。
Plank
首先将木板以不同角度插入模具中，将混凝土注
入模具，待混凝土初凝后，拉出木板，将石膏砂浆 Pouring into
empty gap
倒入模具中，形成充填节理，如图 1 所示。试样
尺寸及结构示意图如图 2 所示，尺寸为 10 cm×
10 cm×70 cm（宽×高×长），充填节理倾角 β 分别 Plank
为 15°、30°、45°、60°、90°，厚度为 10 mm，钻孔
直径为 10 mm。试样按照 425 水泥、河砂和水
4∶6∶1 的质量比混合制成，条形混凝土试样如
图 1 试样浇筑
图 3 所示。
Fig. 1 Specimen concreting

β
10 cm Detonator Bedding plane Side view

10 cm 1 cm β

70 cm Front view
图 2 试验模型 图 3 试样照片
Fig. 2 Test model Fig. 3 Photograph of the bar sample

试 样 浇 筑 完 成 后 放 入 恒 温 养 护 箱 内 养 护 表 1 材料基本力学参数
28 天，养护结束后通过室内试验对混凝土试样 Table 1 Basic mechanical parameters of materials
和节理充填材料的物理力学性能进行测定，结果
材料类型 ρ/(kg·m ) f c /MPa f t /MPa E/GPa ν
−3
见表 1。
混凝土 2 162 43.85 2.19 20.7 0.23
为了直观地观察爆破过程中试样表面的变
石膏砂浆 1 905 7.4 1.45 1.56 0.32
形，在其表面喷涂散斑，如图 3 所示。喷涂散斑
注：ρ为密度，f c 为抗压强度，f t 为抗拉强度，E为弹性模量，ν为泊松比.
之前，在试样上喷涂白色哑光漆，以确保散斑与
背景之间形成高对比度，然后使用黑色涂料在试样表面喷涂大小均匀、分布随机的散斑，以便进行后续
的数字图像处理。

1.2 试验场地及设备

试验在开放式爆破场地中进行，采用高速
摄像机记录爆破过程试样的破坏和变形情况，高 DC light source
High-speed
速摄像机分辨率为 512×1 024 像素，拍摄频率为 camera
−1
8 000 s ，此外，为保证充足的照明，采用直流同
轴光源提供光照。试验装置如图 4 所示。
为完整记录试验破坏过程，高速摄像机采
用中间手动触发方式，使用瞬发电雷管，起爆前 Blasting
检查雷管电路连通情况。试验过程中，计算机控 machine
Detonator Specimen
制面板在高速摄像机触发瞬间，向雷管发出爆炸
指令，通过使用中间触发模式，高速摄像机在爆 图 4 爆破试验示意图
炸发生前就已经开始拍摄并记录试样的图像，在 Fig. 4 Schematic of blasting test
后续处理步骤中，利用数字图像相关（digital image correlation, DIC）技术确定爆炸后拍摄的第一幅图像。

061432-3