Page 172 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 马泗洲，等： 地应力对岩体预裂爆破成缝过程的影响 第 9 期

表 3 铜材料参数 [28]
Table 3 Parameters for copper [28]
参数 值 参数 值 参数 值
−3
密度ρ cop /(kg·m ) 8 330 材料常数n cop 0.31 EOS常数S 1 1.49
杨氏模量E cop /GPa 110 材料常数m cop 1.09 EOS常数S 2 0.0
0.35 0.025 0.0
泊松比μ cop 材料常数w cop EOS常数S 3
熔化温度T/K 1 357 材料常数A cop /GPa 0.089 EOS常数α cop 0.47
−1
初始内能E 0 /(m·s ) 0.0 材料常数B cop /GPa 0.292 EOS常数C cop 4 430
2.2 模型验证

为更好地描述爆破裂纹扩展特征，分别分析沿径向和轴向爆炸压力的演化过程，如图 9 所示。径
向：炸药起爆，产生高能冲击波，作用于孔壁，形成小范围压剪粉碎区。冲击波穿过聚乙烯等耦合介质后
消耗许多能量，衰减转变为应力波，其应力峰值低于岩体的动态抗压强度，压剪粉碎区的范围不再扩展，
然而岩石的动态抗拉强度相对较低，因此，在应力波作用下形成了拉剪破碎区。应力波向自由面传播的
同时，径向裂纹沿裂隙尖端不断扩展，传播至自由面时发生反射，边界处在反射拉伸应力波作用下形成
了裂纹剥落区。轴向：炸药在顶端起爆后，孔壁受到冲击波作用，形成 V 形损伤区。冲击波呈箭头状向

下不断传播，V 形损伤区的范围也随之不断扩大。冲击波传播至底端时。发生发射，与径向反射波的作
用效果相同，在底部也会产生相应的裂纹剥落。

Pressure/MPa −10 2 14 26 38 50 62 74 86 98 110
(a) Explosion pressure evolution

Damage 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
(b) Blasting cracks propagation process
图 9 爆破荷载下岩石压力和损伤过程
Fig. 9 Explosion pressure and damage evolution of rock mass under blasting load

数值模拟结果与实验结果 [26] 的比较如图 10 所示，图 10(a) 和 (b) 分别为爆破裂纹扩展模式及爆炸峰
值压力衰减曲线。由图 10(a) 可知，随着到顶端起爆点距离的增大，爆破裂纹的分布更密集，且边界处的

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