爆破漏斗鼓包运动模型的构建及验证

发布时间：2025-01-14 08:47

　　 为研究爆破漏斗鼓包运动规律,采用动量守恒定律对鼓包运动速度进行理论分析,并通过爆破漏斗模型试验、高速摄影系统、数值分析开展试验研究.研究结果表明,将鼓包运动岩体划分为若干单元,运用动量守恒定理推导出爆破漏斗鼓包速度服从指数模型,整个过程做变速运动;通过高速摄影对爆破漏斗鼓包运动进行记录分析,图像表明鼓包运动过程中,自由面裂隙向四周扩散,使自由面岩体破碎并呈规则的扇形状;在爆生气体推动下,岩体进一步的抬升与破裂,炮孔中心质点做变加速运动;不同时刻下,随自由面炮孔中心为原点的坐标距离增加,鼓包运动呈指数递减,当自由面鼓包完全破裂后,破碎岩体以最大速度做抛掷运动,当抛射角度与水平成45°时,达到最远抛距.

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【部分图文】：

图1 爆破漏斗鼓包运动

爆破漏斗作为爆破破坏的基本形式，在爆炸应力波作用阶段[10-12]，爆炸冲击波作用于炮孔壁，使其产生粉碎破坏区，并衰减成应力波；应力波沿最小抵抗线方向传播到自由面并产生反射，同时产生拉伸破坏；其他抵抗线方向上的应力波随后作用于自由面，并在裂隙尖端产生应力集中，使裂隙进一步发育．在....

图2 爆破漏斗单元划分

在半无限介质中进行爆破漏斗试验过程时，在爆生气体压力作用下，岩体以推移的运动形式向四周抛散；为研究岩体鼓包运动规律与岩体抛掷速度，在爆破漏斗试验过程中，将岩体划分成多个有限单元，如图2所示，每块岩体的受力面积相同，即具有相同的动能[16].根据能量守恒，每一单元所具有的动能为

图3 鼓包运动速度拟合曲线

为进一步分析岩体运动分布形态，绘制式（3）拟合曲线，如图3所示．由图可知，拟合曲线服从指数分布，相关性系数为0.98，表明拟合曲线与岩体运动理论速度具有很高的拟合度．靠近炮孔中心位置的速度率先达到最大值，并随自由面炮孔中心距离的增大而降低，鼓包运速度呈指数递减．利用最小二乘法对鼓....

图4 单轴抗压实验

相似模型试验能够在一定程度上反应原型的特征，有利于模型试验与现场试验的结合，为便于今后进一步分析岩石力学特性与鼓包运动的关系，开展相似配比试验研究，以水泥、石英砂和水为材料，按质量比1∶5∶1制作10cm×10cm×10cm素混凝土模型试件，并在自然环境下养护28d．对标准试件进....

本文编号：4026690