梁欣桐, 肖成龙, 范嘉宾, 郭 啸, 陈 文, 丁晨曦

(1. 北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083;2. 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院,北京 100083;3. 中铁建设集团有限公司,北京 100040; 4. 北京科技大学 数理学院,北京 100083)

目前,爆破手段广泛应用于地下采矿、巷道掘进、隧道开挖等地下工程中,工程结构的研究对地下工程活动至关重要。工程结构中常常会出现裂纹、层理、孔隙等多种缺陷,其中缺陷的类别、位置、角度等多种因素都会对结构的断裂特性、强度等物理性能产生严重的影响。在地下工程的地质条件中,裂隙对岩体爆破效果的影响非常显著[1],尤其是对爆炸能量分布和岩体的破坏形式影响最为明显。由于岩体的各向异性、难以观测等特点,对含有裂隙缺陷结构的断裂行为进行研究一直是断裂力学[2-3]、岩石力学[4-5]等重要学科领域的重点方向,因此多年来许多科研人员都就此展开了深入的研究。

在缺陷结构研究领域众多学者采用不同的试验方法进行了研究。杨仁树等[6-7]不仅研究分析了装药结构对爆破动态断裂效应的影响,还研究了不同空孔直径情况下爆生裂纹扩展及裂纹尖端处动态应力强度因子的变化规律。郭东明等[8]采用爆炸加载透射式动焦散试验方法研究分析了爆炸动荷载对不同位置处缺陷的影响。岳中文等[9-10]对比分析了不同装药方式下切缝药包的冲击动力学行为和爆生裂纹的动态力学行为,还采用新型数字激光动态焦散线试验系统,对缺陷介质双孔定向断裂控制爆破裂纹扩展的动态行为进行了研究。……