Page 19 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

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

1 σ 1 1 σ 1 1 σ 1

2 40 10 2 40 10 2 40 10
0 σ 2 0 σ 2 0 σ 2
−40 σ 3 −40 σ 3 −40 σ 3
−80 −80 −80
3 −120 9 3 −120 9 3 −120 9
−160 −160 −160
−200 −200 −200
4 8 4 8 4 8

5 7 5 7 5 7
6 Unit: MPa 6 Unit: MPa 6 Unit: MPa
(a) 45-0-0 (b) 45-10-10 (c) 45-20-10

1 1
2 40 10 σ 1 2 40 10 σ 1
0 σ 2 0 σ 2
−40 σ 3 −40 σ 3
−80 −80
3 −120 9 3 −120 9
−160 −160
−200 −200
4 8 4 8

5 7 5 7
6 Unit: MPa 6 Unit: MPa
(d) 45-30-10 (e) 45-30-30
图 13 爆破 400 µs 后节理尖端周围的主应力分布
Fig. 13 Principal stress distribution around the tip of joint after 400 µs under blasting load
在节理尖端设置局部柱坐标系，输出节理尖端临近单元的法向位移与切向位移变化曲线，如图 14
所示。由图 14(a) 可知，在爆炸初期，法向位移几乎无明显变化；0.25 ms 后，位移急速增加，其增长速率相
对较大；0.35 ms 后。增加速率迅速降低；0.5 ms 后，位移不断上下波动并逐渐趋于稳定。在节理面迎爆
面一侧，即测点#2～#5，法向位移的变化量明显大于背爆侧（测点#7～#10）。迎爆侧法向位移最大值约
为 0.62 mm，背爆侧最大位移约为 0.51 mm。节理面两侧有明显位移差，导致节理尖端挤压并逐渐闭合。
如图 14(b) 所示，切向位移的变化规律与法向位移相似，根据位移增加速度，可以划分为平静期、快速增
长期、缓慢增长期与波动期。同样的，迎爆侧和背爆侧也存在位移差，且尖端的位移差最大。

0 #5 0.7
#4 #9 #8 y #7 0.6 u 2
#3
v 2
−0.1
Normal displacement/mm −0.2 v 4 u #10 O x Shear displacement/mm 0.4 u 5 #4 #5
#2
v
v 3
u 3
0.5
u 4
v 5
−0.3
u 7
v 7
u 8
0.3
v 8
−0.4
u 9
v 9
0.2
u 10
−0.5
#8
−0.6 v 10 0.1 v #2 #3 #9 y #7
0 #10 x
−0.7 u O
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Time/ms Time/ms
(a) Normal displacement (b) Shear displacement
图 14 节理尖端位移变化曲线
Fig. 14 Displacement variation around the tip of the 45° joint for the case of 45-0-0
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