Page 179 - 《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

A3 A4
10 8 10 8
Frequency/% 6 4 10% 5% 1% Frequency/% 6 4 10% 5% 1%

2 2
0 0
0 60 120 180 240 300 360 0 60 120 180 240 300 360
Crack angle/(°) Crack angle/(°)
(b) Anisotropic pressure

图 18 爆破裂纹的分布特征
Fig. 18 Distribution characteristics of blasting cracks

出现在竖直方向和水平方向。值得注意的是，在非静水压力条件下，且当侧压系数 k＜1 时，裂纹的分布
频率随着角度的增大变化较缓，正弦函数拟合曲线会出现更多的峰值。这说明，爆破裂纹更倾向于沿着
最大主应力方向扩展，压力差过大时会影响预裂爆破效果

4 预裂爆破方案优化

4.1 方案概况
基于水电站中的边坡爆破工程，结合上述的理论分析结果，对其预裂爆破参数进行优化，优化前后
的方案分别命名为方案 1 和 2，其简化的几何模型如图 19 所示。模型的长和宽分别为 6.4 和 3.6 m，炮孔
排距为 1.6 m。模型分为两部分，即岩体保留区和爆破开挖区。岩体保留区长 1.6 m，宽 3.6 m，预裂孔直
径和装药直径分别为 40 和 20 mm，相邻孔距为 0.6 m。参考 1.3 节中的计算数据，对其装药直径进行优
化。爆破开挖区的长和宽分别为 4.8 和 3.6 m，生产孔的直径和装药直径保持不变，分别设定为 40 和
30 mm，相邻炮孔间距为 1.2 m。方案 2 与方案 1 中生产孔的起爆方式有所区别。方案 1 中，起爆预裂孔
后，同时起爆生产孔。而方案 2 中，预裂孔起爆后，首先起爆临近自由面的生产孔，然后再起爆下一排生
产孔。需要说明的是，该简化模型与理论模型的边界条件略有不同。其中，自由边界条件会对应力分布
及传播产生影响，也可能会诱导开挖区的爆破裂纹扩展方向发生改变，但预裂孔距自由边界较远，几乎
可以忽略自由面处透射边界条件对孔间成缝效果的影响。

0.6 m 0.6 m Explosive
1.6 m 1.6 m 1.6 m 1.6 m
0.6 m 1.2 m Presplit blasthole

Reserved rock mass 0.6 m 0.6 m Excavated rock mass Free boundary
Production blasthole

Transmission boundary

0.6 m 1.2 m Reserved rock mass

Excavated rock mass
0.6 m 0.6 m

图 19 岩石预裂爆破优化设计
Fig. 19 Optimal design scheme for rock presplit blasting

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