Page 178 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 曾启富，等： 多孔冲击下超临界CO 2 相变破岩半径计算模型 第 3 期

每次试验中均设置 4 个声波测试孔（直径为 90 mm，深为 6 m），首孔距致裂孔 0.5 m，孔间距 1 m，布
置如图 7(a) 所示。试验中采用 RSM-SY6 型桩基声波探测仪及“一发双收”探头系统，发射换能器（长
50 cm）与接收换能器（间距 20 cm）间距 30 cm，如图 7(b)～(c) 所示。采样间隔为 0～200 μs，可记录 0.5～1 000 s
的数据。当换能器被放置在致裂孔中心时，发射换能器发射声波，声波沿着致裂孔壁滑动，然后折射回
孔中，分别由接收换能器 R1 和 R2 接收，可间接测量岩体的破坏情况。

(a) (b) 1.0 m 1.0 m 1.0 m 0.5 m 3.0 m 2.2 m (c)

#1 #8 3 m
#2 #9 Drill a hole
#3 #10
TH4 TH3 TH2 TH1 #4 #11
Sonic logger #5 #12
#6 #13
#7 #14
30 cm −5 m Check the circuit
20 cm Buriy and inflate

Inspire

图 7 超临界 CO 2 相变破岩现场布置
Fig. 7 Layout of the supercritical CO 2 phase transition rock breaking site
3 试验结果及讨论

3.1 现场破岩结果
超临界 CO 相变致裂后，致裂管产生明显的拉伸破坏。由于爆破荷载较小，致裂孔没有类似炸药爆
2
破后出现的扩腔现象，表明粉碎区范围非常小，但是孔周围出现了大量裂隙，形成了明显的裂隙网，如
图 8 所示。

Fracturing hole Fractures
90 mm

First test Second test Third test Fourth test Fifth test

图 8 5 次超临界 CO 2 相变破岩结果
Fig. 8 Results of five supercritical CO 2 phase transition tests for rock breaking

从图 8 可以看出：裂隙主要沿邻近致裂孔连线方向扩展，并且相邻致裂孔之间形成贯通裂隙；同时，
在致裂孔周围也分布着较多较短裂隙与主裂隙相贯通，在致裂区范围内形成较复杂的裂隙网；致裂区内
多形成大块碎石，仅在致裂孔周围小范围内的岩石较破碎，表明超临界 CO 致裂作用下形成的块石
2
率高。

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