含不同充填物预制裂隙对爆炸裂纹扩展的影响

杨鑫; 蒲传金; 廖涛; 肖定军

doi:10.11883/1001-1455(2016)03-0370-09

含不同充填物预制裂隙对爆炸裂纹扩展的影响

doi: 10.11883/1001-1455(2016)03-0370-09

杨鑫^{1, 2},
蒲传金^{1, 2, ,},
廖涛^{1, 2},
肖定军^{1, 2}

1.
西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳 621010
2.
西南科技大学非煤矿山安全技术四川省高等学校重点实验室，四川绵阳 621010

基金项目:

四川省教育厅青年基金项目 11ZB194/11ZD1009

详细信息

作者简介:
杨鑫(1988-)，男，硕士研究生

通讯作者:
蒲传金，puchuanjin@sina.com

中图分类号: O381
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出版历程
- 收稿日期: 2014-10-10
- 修回日期: 2015-01-28
- 刊出日期: 2016-05-25

Effect of prefabricated crack with different fillings on blasting cracks propagation

Yang Xin^{1, 2},
Pu Chuanjin^{1, 2
, ,},
Liao Tao^{1, 2},
Xiao Dingjun^{1, 2}

1.
School of Environment and Resource, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan, China
2.
Non-Coal Mine Safety Technology Key Laboratory of Sichuan Province Colleges and Universities, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan, China

摘要

摘要: 为了研究充填裂隙岩石动态断裂时裂纹扩展规律，以空气、黏土和水作为有机玻璃的预制裂隙充填材料，在炮孔与预制裂隙的不同夹角、不同距离条件下，通过单发雷管加载，对3种不同裂隙充填物的有机玻璃模型进行了起爆实验。结果表明：爆炸裂纹几乎都不会越过预制裂隙；空气充填模型裂纹总数、左端翼裂纹几乎全部大于黏土和水充填模型；最长裂纹分布位置和长度与反射应力波传播方向和能量有关；空气充填模型右端翼裂纹多随角度增大而增长，黏土充填模型右端翼裂纹则表现为先增后减；爆炸裂纹扩展对充填物种类具有敏感性。
- 爆炸力学 /
- 裂纹扩展 /
- 充填裂隙 /
- 爆炸应力波
Abstract: To study cracks propagation rules on filled fissured rock about dynamic fracture, air, clay and water were used as fillings of organic glass prefabricated fissures, under the condition of different angles and distances from blasthole to prefabricated fissures, the explosion experiments on three kinds of different fillings models were carried out through single detonator loading. The results show that blasting cracks almost cannot surmount prefabricated fissures; total cracks and left end wing cracks of models with filling air all most are larger than models with filling clay and water; location and length of the longest cracks are related to propagation direction and energy of reflected stress wave; right end wing cracks of most models with filling air increase with the increase of angles, but right end wing cracks of models with filling clay are first increased and then decreased; blasting cracks propagation are sensitive to filling medium type.
- mechanics of explosion /
- cracks propagation /
- filled fissure /
- explosive stress wave

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图 1 有机玻璃模型(单位：mm)

Figure 1. Organic glass model (unit in mm)

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图 2 爆炸后空气充填有机玻璃模型

Figure 2. Organic glass model filled with air after explosion

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图 3 爆炸后黏土充填有机玻璃模型

Figure 3. Organic glass model filled with clay after explosion

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图 4 爆炸后水充填有机玻璃模型

Figure 4. Organic glass model filled with water after explosion

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图 5 充填物与爆炸裂纹总数关系

Figure 5. Relationship between fillings and total number of explosive cracks

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图 6 充填物与总裂纹平均长度的关系

Figure 6. Relationship between fillings and average length of total cracks

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图 7 充填物与最长裂纹关系

Figure 7. Relationship between fillings and the longest crack

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图 8 预制裂隙角度(θ)与裂纹总数的关系

Figure 8. Relationship between angle of pre-crack (θ) and total number of cracks

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图 9 预制裂隙角度(θ)与总裂纹平均长度的关系

Figure 9. Relationship between angle of pre-crack (θ) and average length of total cracks

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图 10 预制裂隙角度(θ)与最长裂纹长度的关系

Figure 10. Relationship between angle of pre-crack (θ) and the length of the longest crack

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图 11 充填物与左端翼裂纹的关系

Figure 11. Relationship between fillings and left end wing crack

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图 12 充填物与右端翼裂纹的关系

Figure 12. Relationship between fillings and right end wing crack

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图 13 预制裂隙角度(θ)与左端翼裂纹长度的关系

Figure 13. Relationship between angle of pre-crack (θ) and length of left wing crack

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图 14 预制裂隙角度(θ)与右端翼裂纹长度的关系

Figure 14. Relationship between angle of pre-crack (θ) and length of right wing crack

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表 1 常温下4种介质波阻抗关系

Table 1. Four kinds of medium wave impedance relationship at room temperature

介质	ρ/(kg·m^-3)	c/(m·s^-1)	η/(kg·m^-2·s^-1)	Δη/(kg·m^-2·s^-1)
有机玻璃	1 190	2 320	2.760 8×10⁶
空气	1.25	340	425	2.760 375×10⁶
黏土	1 800	1 000	1.8×10⁶	0.960 8×10⁶
水	998	1 497	1.494 006×10⁶	1.266 794×10⁶

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