胡英国 ，卢文波 ，陈 明 ，严 鹏 ，周创兵

（1. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072；2. 武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室，武汉 430072）

1 引 言

岩体爆破是大型水利、采矿工程开挖必不可少的施工手段，爆破开挖将对围岩造成一定程度的损伤，影响工程安全，因此，研究爆破损伤区特性，从而有效地控制围岩的损伤范围，具有重要的工程意义。岩体的爆破损伤是一个复杂的动态演化过程，为了研究探索这一过程，研究者们相继建立了相关的岩体爆破损伤模型。

美国Sandia国家实验室早在1966年就开始了岩石爆破损伤模型的研究工作[1]，主要方法是将岩石的动态断裂作为一个连续的损伤累积过程来处理，其基本点是建立损伤变量与岩石内微裂纹密度的关系，并预测在爆炸载荷作用下岩石的损伤和破坏过程。Grady和Kipp[2]提出了岩石爆破各向同性损伤模型，即GK模型，该模型采用一个标量描述被拉应力激活的钱币状裂纹所引起的岩石刚度的劣化，同时假定这些裂纹数服从双参数的 Weibull分布，他们采用该模型模拟爆炸载荷作用下油页岩的动态断裂和破碎，并根据能量平衡准则得到了与应变率有关的碎块平均尺寸表达式。Taylor等[3]引进O 'connell、Budianshy[4]的关于有效体积模量和泊松比与裂纹密度的关系表达式以及 Grady 给出的碎块尺寸表达式，建立了损伤变量与裂纹密度之间的关系式，并将损伤变量以率形式耦合到动态本构方程中，该TCK模型可以预报岩石在体积拉伸载荷下的动态响应。……