Page 120 - 《爆炸与冲击》2026年第6期
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第 46 卷 黄 琦，等： 复合型聚能药型罩作用下岩石的定向断裂 第 6 期
3 次重复试验，以减小随机误差并验证结果的可重复性。结果表明，同组试件的裂纹扩展长度与扩展形
态具有相似性，因此选取其中一组试验结果进行分析。鉴于 60°工况下定向断裂效果最佳且非聚能方向
围岩损伤最小，该工况的三次重复试验结果如图 5 和表 3 所示。
S 3 -1 S 3 -2 S 3 -3
图 5 60°工况重复试验试件断裂形态
Fig. 5 Fracture patterns of specimens from repeated tests at an opening angle of 60°
不同开口角度试件的爆破后宏观形态如图 6 表 3 开口角度为 60°时裂纹的扩展长度
所示，依据爆后岩体破坏特征将炮孔周围岩体划 Table 3 Extension lengths of cracks
分为 4 个特征区域，其中 A 区、A 区为聚能方 with the opening angle 60°
2
1
向区域，B 区、B 区为非聚能方向区域。爆后实 试验 裂纹扩展长度/cm
1
2
验结果表明，所有试件均在聚能方向 A 和 1 A 产 A 1 A 2 B 1 B 2
2
生了较明显的定向裂纹，非聚能方向 B 、B 的爆 S 3 -1 14.0 12.2 3.8 5.7
2
1
生裂纹明显短于聚能方向 A 、A 的裂纹，这表 S 3 -2 14.5 14.3 4.2 4.4
2
1
S 3 -3 12.0 13.5 4.3 3.7
明“新型复合结构药型罩”具有显著的定向断
裂效果，在聚能方向形成了较长的定向裂纹，同
时可以抑制非聚能方向的裂纹扩展。表 4 显示，聚能方向裂纹扩展长度随药型罩开口角度增大呈先增
后减的变化规律：当开口角度为 60°时，聚能方向主裂纹扩展长度达到最大值，非聚能方向裂纹扩展长度
达到最小值，表明新型切缝聚能药型罩的最优开口角度为 60°，此角度下其定向断裂效果与围岩保护效
果均实现最优。
B 1
A 1 A 2
B 2
(a) α=30° (b) α=45° (c) α=60° (d) α=75°
图 6 试件断裂形态
Fig. 6 Fracture patterns of the specimens
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