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作者:秦辉峰;赵岩;王海龙;何健辉;
单位:河北建筑工程学院;中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院;河北省土木工程诊断与重建与抗灾重点实验室;
摘要:为探究在不同形状的空孔下的掏槽爆破机理,基于空孔效应、应力集中效应及空间碎胀原理,建立了改进后的Shape-effect分段爆破二维损伤理论计算模型,结合模拟和试验分析爆破作用下掏槽区的围岩损伤情况,并以此给出“方空孔掏槽理论分析模型”优化方案。结果表明:改进后的圆空孔壁随时间变化的荷载函数γq_2sin θ符合孔壁的实际应力,理论计算与数值模拟结果和试验的变化趋势基本一致。通过优化掏槽区的爆破效果,将圆空孔换为方孔空后,方孔空周围的岩体损伤分布均匀,破裂充分。掏槽区岩体空孔形状的改变影响周围岩体的应力分布,圆孔壁附近岩体产生“间隔环状”破坏,反射波的拉伸作用受到阻抗。方孔空掏槽爆破产生的纵波使孔壁大范围内岩体产生拉剪破坏,其在第二段应力波的影响下向内坍缩,空孔空间的利用率达63.527%。
关键词:掏槽损伤;;理论分析;;数值模拟;;Shape-effect模型;;动态演化
基金资助:国家自然科学基金资助项目(51878242,52274148);; 国家重点研发计划基金资助项目(2021YFC3090304);; 驻冀高校与石家庄市产学研合作基金资助项目(241790797A,241790877A);; 河北省建筑工程学院博士生启动基金资助项目(B-202304);; 河北省高等学校科研基金资助项目(BJK2024118)