切缝药包不耦合装药爆破损伤破坏的分形研究

发布时间：2021-08-24 22:37

　　为研究不同不耦合系数下切缝药包的爆后损伤破坏特征,以有机玻璃为试验材料,对不耦合系数1.33、1.67、2.00、2.33、2.67的切缝药包爆破损伤破坏进行分析。基于分形理论中计盒维数的原理,编写MATLAB程序分别计算5种不耦合系数下切缝药包在切缝方向以及垂直切缝方向爆生裂纹的分形维数。对爆后裂纹长度以及数量进行统计分析,结果表明:①在试验选取的不耦合系数范围内,切缝方向裂纹的分形维数显著大于垂直切缝方向的分形维数,切缝药包对于爆生裂纹扩展方向的控制具有明显效果;②在试验选取的不耦合系数中存在最佳不耦合系数1.67,在该不耦合系数下切缝方向爆生裂纹分形维数达到最大值,裂纹长度最大,爆破损伤破坏的定向控制效果最佳;③在不耦合系数大于1.67后,随着切缝药包不耦合系数的逐渐增大,切缝方向的裂纹扩展长度逐渐变短。 

【文章来源】：中国矿业. 2020,29(03)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

试验设计图

设置5组试验，每组试验重复3次。对试验结果统计分析后发现每组试件的破坏形态基本一致。每组随机挑选一个爆后试件（图3）。表3为对爆后试件的裂纹统计表。如图3所示，试件非切缝方向的损伤相对较小。因为爆炸产物冲击切缝管，只产生少量透射波作用于炮孔壁，大部分反射回来形成反射冲击波，还有大部分能量用于切缝管的变形和位移，这样大大减小了非切缝方向炮孔壁的损伤。而在切缝方向爆生裂纹的长度较长，因为爆炸产物冲出切缝直接作用于空气，形成爆炸冲击波作用于切缝方向的炮孔壁，形成初始裂纹。切缝对爆炸产物起到了导向作用，能量进一步在切缝方向累积，加强了对切缝方向炮孔壁的破坏，因此，这5种不耦合系数的切缝药包都有明显的切缝效果。由图3可知，不耦合系数α为1.67时，切缝方向的裂纹贯穿了试件。由表3可知，实际测量的裂纹长度为14.5cm，大于其他不耦合系数下切缝方向的裂纹长度。而且不耦合系数α为1.67时，炮孔周围裂隙数量最少，为4条，小于或等于其他不耦合系数下的裂隙数量。因此可以初步判定不耦合系数为1.67时，切缝药包的定向断裂效果最好。图3 部分试件破坏后的照片

部分试件破坏后的照片

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3360848