爆炸载荷下邻近巷道围岩破坏规律试验研究

发布时间：2025-06-10 04:22

　　 为了深入分析爆炸载荷下邻近巷道围岩破坏规律,采用相似模型试验对围岩破坏形态展开了详细研究。试验结果表明:巷道围岩的破坏区域主要分布在迎爆侧直墙、巷道顶底板和背爆侧直墙底角,破坏形态为自由面诱发裂纹并沿炮孔径向扩展。结合理论分析发现:强压缩波传播过程中,迎爆侧直墙至起拱点区域受竖向拉伸应力作用,该区域自由面单元拉裂并沿最小抵抗线方向扩展向炮孔;背爆侧直墙底角尖端指向顺应力波传播方向是该区域诱发裂纹的关键因素;在上覆岩层重力作用下,顶底板形成受拉损伤界面。当受到反射波和卸载波综合作用时,顶底板微细观损伤发展成为宏观裂纹。

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【部分图文】：

图 1 试验模型图

通过相似理论分析,综合试验模型的可操作性等因素,确定几何相似比为1∶50,模型材料及配比为石膏∶细砂∶水=1∶6∶1。本文采用直径6mm的工业瞬发电雷管起爆模拟邻近爆炸载荷,雷管数量的选取主要保证现象的明显,以呈现理想的破坏形态,不做相似分析。模型尺寸800mm×800mm....

图 2 左侧平行爆破

第二次爆破炮孔位置选择巷道的左上方。爆破后,巷道拱形区域出现了新的裂纹(5#裂纹),如图3所示,5#裂纹位于第二次爆破的迎爆侧,且扩展轨迹基本沿第二次爆破炮孔的径向方向;在背爆侧底角位置出现了新的裂纹(4#裂纹),4#裂纹初始轨迹沿水平方向,该方向扩展应该在首次爆破后已经出现,只....

图 4 正上方爆破

第三次爆破炮孔位置选择巷道的正上方,第三次爆破对巷道的影响主要包括两方面:一是2#裂纹的扩展轨迹,2#裂纹扩展方向偏转向第三次爆破的炮孔径向;二是2#裂纹和4#裂纹扩展轨迹变得更加清晰,即裂纹宽度明显增加,见图4。三次不同方位爆破试验结果表明,爆炸载荷作用下邻近巷道围岩的破坏以裂....

图 5 迎爆侧裂纹扩展机理分析

巷道迎爆侧是邻近爆炸载荷的初始作用区域,根据最小抵抗线理论,扰动也最为明显,炸药爆炸后,强压缩波作用于邻近巷道围岩。当间距较小时,围岩体可近似看作受弯梁结构,在强压缩波作用下,巷道靠近自由面区域岩体单元受到竖向拉应力作用,诱发裂纹,扩展向炮孔方向,见图5。3.2背爆侧直墙底角诱....

本文编号：4050302