Page 181 - 《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

留区的扰动，还可以观察到爆破开挖区中的岩体破碎程度较高，尤其是靠近自由面一侧的岩体，破碎程
度更高。由以上分析可知，理论计算给出的建议值具有较好的应用价值。

(a) Scheme 1 (b) Scheme 2
图 21 不同方案中岩石爆破块体分布特征
Fig. 21 Distribution characteristics of rock fragmentation induced by blasting in different schemes

5 结 论

基于弹性力学平面应变问题假设，建立了地应力下岩体预裂爆破理论模型。通过 Laplace 变换和数
值反演的方法分析了爆炸应力波的演化规律，讨论了地应力对岩体预裂爆破应力场分布的影响。此外，
依据爆破实验验证了 RHT 岩石材料模型，采用验证的模型模拟了岩体预裂爆破过程，讨论了不同地应力
条件对岩体预裂爆破损伤的影响，得到的主要结论如下。
(1) 静水压力条件下，地应力对爆破产生的径向与切向压应力有增强作用，而对其拉应力有削弱作
用，预裂孔间的质点可能会因为切向位移受限而无法形成贯通裂隙。
(2) 非静水压力条件下，地应力在抑制爆破裂纹扩展范围的同时，对裂纹的扩展方向也有一定的导
向作用，当炮孔中心连线方向与最大主应力方向平行时，可以获得较好的预裂爆破效果。
(3) 基于应力波叠加破坏理论，提出了地应力下岩体预裂爆破孔间成缝的判别准则，得到了不同地
应力条件下炮孔间距与不耦合系数之间的关系，结合预裂爆破参数优化得到了较好的验证。
(4) 通过数值模拟中预裂爆破裂纹的扩展行为，验证了孔间拉伸破裂成缝的判别准则，并结合环向
拉应力演化过程及位移矢量的变化规律揭示了岩体预裂爆破的成缝机制。

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