Page 175 - 《爆炸与冲击》2025年第9期
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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
为进一步验证理论计算结果的可靠性，在定性对比岩体静态应力分布特征的基础上，选取炮孔连线
上的若干单元，监测其应力的变化特征，如图 13 所示。炮孔连线方向上，径向应力和切向应力的理论解
与相应的数值解基本吻合，但理论计算的曲线相较于数值计算结果更光滑。这可能是因为，理论分析中
假设材料线弹性变形，而数值模拟所用的 RHT 模型中假设材料弹塑性变形。此外，数值模型中单元数量
有限，能够选取的测点较少，因此数值计算曲线与理论计算曲线存在微小差异。
10 70
Theoretical solution Theoretical solution
8 Numerical solution 60 Numerical solution
6 50
σ r /MPa 4 σ θ /MPa
s s 40
2
30
0
20
−2
−15 −10 −5 0 5 10 15 −15 −10 −5 0 5 10 15
ψ ψ
(a) Radial stress distribution (b) Tangential stress distribution
图 13 不同方法得到的静态应力分布的比较
Fig. 13 Comparison of static stress distributions obtained by different methods
3.2 爆炸压力演化
预裂爆破中爆炸压力演化过程如图 14 所示。预裂孔同时起爆后，爆炸应力波以炮孔为中心向四周
呈环状扩散。t=60 μs 时，左右两侧预裂孔的爆炸应力波相遇，在到达岩体边界后应力波被吸收。t=70 μs
时，爆炸应力波发生叠加并持续增强，致使叠加区域的爆炸压力和塑性应变显著增加。随后，应力波叠
加效应弱化，爆炸能量不断耗散，动态压力持续衰减并逐渐趋于稳定状态。
20 µs 60 µs 70 µs
80 µs 100 µs 130 µs
Pressure/MPa
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
图 14 爆炸压力演化过程
Fig. 14 Explosion pressure evolution process
中点 O 处的动态切向应力变化曲线如图 15 所示。随静水压力的提高，切向压应力和拉应力分别呈
现升高和降低的趋势，且拉应力持续时间也逐渐减少，如图 15(a) 所示。静水压力在 30 MPa 前，其对应
的切向拉应力峰值均高于岩石的抗拉强度，因此，孔间裂纹能够贯穿。而当静水压力增加至 30 MPa 时，
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