Page 18 - 《爆炸与冲击》2025年第6期
P. 18
−1
−1
−1
−1
−1
−1 −1
−1
第 45 卷 马泗洲，等： 围压与爆破耦合作用下节理岩体裂纹的扩展行为与影响因素 第 6 期
60 20
18
50 10 2
16
14
40
Amount 30 12 Percentage/% Cululative amount 10 1
10
8
20
6 10 0
4
10
2
0 10 −1 −1
0 20 40 60 80 100120140160180 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 10 10 0
Segmenl length/m
Segment strike/(°) Segmenl length/m
(e) 45-30-30
图 11 节理岩体爆破裂纹的量化统计
Fig. 11 Quantitative statistics of blasting cracks in jointed rock mass
3.3 节理尖端应力分布
节理倾角、围压大小和最大主应力方向对炮孔周围岩体爆破损伤模式和节理尖端裂纹扩展行为都
有显著影响。在爆炸应力波作用下，节理中心的裂纹更倾向于沿垂直节理面的方向扩展。然而，由于局
部应力集中效应，节理尖端的裂纹扩展方式有所不同。为进一步理解节理尖端区域的裂纹扩展行为与
起裂机制，需要详细研究其周围的应力分布情况。以 45°节理岩体模型为例，在节理左侧尖端周围布置
若干测点，其中 2 个测点布置在节理轴线上，分别命名为测点#1 和#6，其余 8 个测点布置在节理面侧壁
上，迎爆面一侧分别是测点#2、#3、#4 和#5，背爆面一侧分别是测点#7、#8、#9 和#10，每个测点之间的间
隔约为 4 mm，详细的测点布置方式如图 12 所示。
#6
#5
#4
The left tip of joint #3 #7
v #2 #8
y #9 y
#1 #10
O x u O x
图 12 45°节理尖端周围的测点布置
Fig. 12 Arrangement of measurement points around the tip of joint with 45°
提取爆破后 400 µs 时刻的数据，绘制节理尖端周围测点主应力分布雷达图，见图 13。图中 σ 、
1
σ 和 2 σ 分别表示最大、中间和最小主应力，尖端周围测点受压时为正，受拉时为负。在节理面迎爆侧，
3
与最小主应力相比，最大主应力和中间主应力的值相对较小，整体而言，测点#1 受到的主应力较小，侧壁
上的最小主应力从测点#2～#5 呈下降趋势。此外，应力波穿过节理面发生反射和透射，能量急剧耗散，
导致在节理面背爆侧的尖端测点主应力变化较小，测点#6～#10 的主应力几乎相等。静水压力下，随着
围压的增加，节理尖端最大主应力逐步递增，且近似为线性变化规律。与最大主应力不同，中间和最小
主应力只存在拉应力状态。非静水压力下，最大主应力在尖端周围会出现局部压应力状态，围压间的压
力差增大时，这种现象会更加明显。
061001-13
