Page 180 - 《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

4.2 结果分析
不同方案下岩石爆炸压力演化过程如图 20 所示。首先起爆预裂孔，其产生的应力波以炮孔为中心
向四周扩散，随后相遇并发生叠加，进而导致炮孔连线方向上的裂纹优先扩展。由于采用不耦合装药结
构，爆炸压力相对较低，导致其他方向上爆破裂纹相对较少，预裂缝的形成可以阻止生产孔中的爆破能
量向岩体保留区传递。预裂孔之间形成贯通裂隙面后，随即同时起爆 2 排生产孔。由于生产孔装药量
较大，可以观察到周边岩体的损伤更严重，如图 20(a) 所示。除生产孔间爆炸应力波叠加外，还可以看到
生产孔与预裂孔之间的应力波也会发生叠加。在优化方案中，岩石爆炸应力演化过程如图 20(b) 所示。
参考 1.3 节中计算的理论数据，将预裂孔中的药量减小到建议值后，可以观察到预裂孔产生的爆炸压力
显著降低，尽管爆炸能量有所减小，但仍可以看到孔间的损伤凝聚。需要说明的是，方案 2 与方案 1 中生
产孔的起爆方式有所区别。为了尽可能利用生产孔中炸药产生的爆炸能量，首先起爆临近自由面一排
的炮孔，由于爆炸应力波在自由面处发生反射，会促进拉伸应力波的产生，进一步加剧自由面附近岩体
的层裂。此外，靠近自由面的炮孔起爆后，会在很大程度上降低内部岩体的夹滞作用，从而为下一轮岩
体爆破提供更多的自由补偿空间。

Pressure

/MPa
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
(a) Scheme 1
Pressure
/MPa
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
(b) Scheme 2

图 20 不同方案下岩石爆炸压力演化过程
Fig. 20 Evolution of explosion pressure in different design schemes for rock blasting
将岩石的爆破损伤图像导出，通过边缘检测算法将损伤分区，进而获得岩石的块体尺寸分布特征，
如图 21 所示。岩石在爆破荷载下产生了破碎区和裂隙发育区，裂隙发育区中的径向裂纹交错分布，形
成了形状各异、大小不一的碎块。方案 1 中，预裂孔间的裂纹虽然可以贯通，但由于装药量大，导致岩体
保留区的裂纹发育程度较高，如图 21(a) 所示。而优化方案中，将装药量降低到理论计算值后，预裂孔间
的裂纹仍可以贯穿，且岩体保留区的损伤程度较低，如图 21(b) 所示。优化方案中不仅降低了对岩体保

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