Page 164 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 程 兵，等： 槽腔深度对掘进断面后续破岩特性的影响 第 8 期

(a) d=10 mm, D=15 mm (b) d=10 mm, D=30 mm (c) d=10 mm, D=45 mm

(d) d=20 mm, D=15 mm (e) d=20 mm, D=30 mm (f) d=20 mm, D=45 mm

图 13 含空腔砂岩试件的破坏形态
Fig. 13 Fracture patterns of sandstone specimens containing cavity
为了能够对试件破坏情况进行较全面的分析，将空腔未贯穿（即空腔深度 D＜45 mm）的试件底部单
独提取出来，如图 14 所示。从图 13(a)～(c) 和图 14(a)～(b) 可以看出，对于空腔直径为 10 mm 的 3 组砂
岩试件，当空腔深度为 15 mm 时，试件仍然能够保持较好的完整性，仅试件外侧表面剥落的碎块数量相
比于完整试件有所增加，空腔附近产生微小裂隙，而试件底部几乎完好无损；当空腔深度为 30 mm 时，空
腔附近有明显的宏观裂纹产生，试件外侧剥落的碎块数量进一步增加，但试件大部分仍然保持较好完整
性，而试件底部开始有微小裂隙形成；当空腔深度为 45 mm 时，试件被完全破坏，发生解体，但总体来看
破碎块度较大。从图 13(d)～(f) 和图 14(c)～(d) 可以看出，对于空腔直径为 20 mm 的 3 组砂岩试件，当空
腔深度为 15 mm 时，试件就已经完全破坏，不过底部的无空腔区段产生了圆台形大块，且整体破碎块度
较大；当空腔深度为 30 mm 时，试件不仅被完全破坏，并且整体破碎块度有所减小，但底部无空腔区段仍
有明显的圆台形大块形成；当空腔深度为 45 mm 时，不仅破碎块度进一步减小，且破碎块度相对均匀，没
有大块生成。

(a) d=10 mm, D=15 mm (b) d=10 mm, D=30 mm (c) d=20 mm, D=15 mm (d) d=20 mm, D=30 mm
图 14 部分试件底部的破坏形态
Fig. 14 Fracture patterns at the bottom of partial specimens

可见，随着空腔深度的增大，试件的破坏逐渐加剧，破碎块度逐渐减小。而且，当空腔深度小于试件
高度时，无空腔区段难以充分破坏，会产生大块；当空腔深度与试件高度一致时，试件破碎块度分布更均

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