Page 175 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

第 45 卷 吝曼卿，等： 缓倾结构面岩体在梯度应力作用下的岩爆模型 第 6 期

布发生改变，影响了岩体内部的应力集中，弱化了整个试件的有效承载力，改变了岩爆发生条件，因此，
含缓倾结构面试件更容易发生岩爆。

Inside
V-crack concave
Splinters chip pit Splinter Spall
Debris
Structural pop up Crack penetration ejection
plane Debris flakes off leading to
with a spray of destabilization
debris damage
4 330.61 s 4 570.09 s 4 815.81 s 4 830.26 s 4 832.68 s 4 837.68 s
(a) A5

Crack Criss-
development cross
Debris Crack
ejection penetration
Chunks Shear damage
ejection
4 861.24 s 4 921.79 s 4 922.01 s 4 926.01 s 4 927.03 s 4 928.16 s
(b) A15

Slab
spalling
Shear
A crack runs damage
through Splinter Chunk
slingshot

4 918.04 s 5 474.21 s 5 475.17 s 5 477.10 s 5 479.17 s
(c) A25

图 5 含缓倾结构面岩体岩爆演化过程
Fig. 5 Rockburst evolution of rock body with gently inclined structural surface
2.2 含缓倾结构面岩体岩爆破坏特征
结构面倾角越大，碎屑分布的距离越远，如图 6 所示。由图 6(a) 可知，含 5°倾角结构面试件岩爆产
生的碎屑主要分布在距卸载面 0.2～0.3 m 的区域，最远的碎块距卸载面 0.57 m，碎屑分布集中，碎屑总质
量达到 2 201 g。由图 6(b) 可知，含 15°倾角结构面试件的碎屑主要分布在距卸载面 0.3～0.4 m 处，最远
距离达到 0.79 m，碎屑分布较集中，多以小型碎片为主，碎屑总质量为 3 510 g。由图 6(c) 可知，含 25°最
大 倾 角 结 构 面 试 件 的 大 部 分 碎 屑 均 分 布 在 距 卸 载 面 0.5～ 0.6 m 的 区 域 ， 但 是 其 碎 屑 分 布 最 远 可 达
1.12 m，且碎屑分布较零散，块状碎屑较多，碎屑总质量达到 4 125 g。由此可见，随着结构面倾角的增大，
试件岩爆时喷射的碎屑分布的距离变大，喷射碎屑的总质量也随之增加。
此外，通过对岩爆爆坑进行测试，发现试件 A5 的岩爆爆坑主要分布于第 1 条结构面与第 2 条结构
面之间，且爆坑最深为 3.5 cm；试件 A15 的岩爆爆坑范围显著大于试件 A5，主要分布在第 1 条结构面与
第 3 条结构面之间，爆坑最深为 4.7 cm；试件 A25 的爆坑范围相比 A15 并没有增大，但爆坑深度显著增
大，最大深度可达 7～8 cm，表明岩体结构面在极大程度上制约了岩爆坑的边界与形态。结构面的存在
导致模型内部应力分布发生变化，导致剪切应力集中在结构面附近，从而引发更剧烈的岩爆破坏动力特
征。当结构面倾角增大时，岩石体内的应力状态更加复杂，特别是在结构面上容易产生较高的剪切应
力，从而促使模型在结构面附近发生破坏，加剧岩爆的烈度和破坏程度。

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