Page 151 - 《爆炸与冲击》2025年第6期
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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
Intact β=15° β=30°
Segment distribution Segment distribution Segment distribution
β=45° β=60° β=90°
Segment distribution Segment distribution Segment distribution
图 20 试样裂纹玫瑰图及裂纹分布
Fig. 20 Crack rose diagram and crack distribution of samples
4 讨 论
本文通过控制节理倾角的物理模型试验和基于有限元的 LS-DYNA 数值模拟，分析了节理倾斜角对
爆破块度的影响。前文主要研究了节理平面内有效应力和质点速度的透射特性，揭示了节理对应力波
的影响。具体而言，节理两侧都会产生 P 波和 S 波 [2,6] ，如图 21 所示，其中中 I、R、T 分别表示入射波、反
射波和透射波，下标 s 和 p 分别表示 SV 波和 P 波。图 22 示意了节理面上的应力分量。
T s
T p
R s
R p T s
r 0
h T p
I p
I p
α
R s
R p
图 21 圆柱形 P 波通过节理面传播示意图
Fig. 21 Schematic diagram of cylindric P-wave
propagation through a joint plane
前文主要关注的是反射拉伸 P 波的影响。然而，SV 波的偏振方向垂直于传播方向至关重要，因此
SV 波不仅有助于沿传播方向的拉伸作用，而且还会引起平面内剪切。反射拉伸和剪切作用的结合最终
导致试样进一步破碎。为了更加深入地了解应力波在节理上的相互作用，根据 Li 等 [9] 的研究，当一个柱
面波入射到节理时，节理前后的质点振动速度为：
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