岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (8): 2810-2823.doi: 10.16285/j.rsm.2025.00371CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.00371
余梦飞1,吴春平1, 2,徐泽辉1,崔新男3,黄磊4,刘创1
YU Meng-fei1, WU Chun-ping1, 2, XU Ze-hui1, CUI Xin-nan3, HUANG Lei4, LIU Chuang1
摘要: 为研究砾岩在爆破作用下的力学响应与损伤机制,基于多重介质波动力学,针对砾岩的结构特征提出了砾岩爆破分区的理论计算模型。建立了包含基质、砾石及其胶结界面的介观尺度砾岩爆破数值模型。采用电磁分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)系统对砾岩进行了动态冲击试验,以验证数值模型材料参数的准确性。随后,针对不同炸药类型和炮孔直径开展了砾岩单孔爆破模拟,对粉碎区面积及裂纹分布进行了定量表征。结果表明:爆破作用下砾石内部的有效应力大于基质内部,但砾石周围的基质更易发生损伤。随着炮孔直径和炸药性能的增加,粉碎区面积和裂纹分形维数均随之增大。然而,当使用低性能炸药时,随着炮孔直径的增加,粉碎区面积的增长率减缓,而裂纹分形维数的增长率加快。这些发现可为砾岩爆破工程提供参考。
中图分类号: TU 452| [1] | 杨明辉, 蔡明辉, 陈波, 杨汉, . 考虑波致海床动态响应的单桩水平阻抗计算方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1563-1572. |
| [2] | 文晓泽, 冯国瑞, 王朋飞, 郭军, 钱瑞鹏, 白锦文, 樊一江, 朱林俊, . 高静应力与低频扰动耦合作用下砂岩的 力学响应特征[J]. 岩土力学, 2022, 43(12): 3426-3436. |
| [3] | 牛婷婷, 孙广超, . 高速铁路X形桩桩网复合地基动态响应分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1266-1280. |
| [4] | 王逢睿, 焦大丁, 刘平, 孙博, 王家杰, 杨鸿锐, . 硫酸盐对麦积山砂砾岩风化影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2199-2206. |
| [5] | 马东东, 陈庆, 周辉, 滕起, 李科, 胡大伟, . 砂砾岩液态CO2破裂机制试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 3996-4004. |
| [6] | 范 雷, 张宜虎, 陈 冲, 王复兴. 弱胶结西域砾岩引水隧洞围岩抗力特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2982-2988. |
| [7] | 董志宏, 钮新强, 丁秀丽, 翁永红, 黄书岭, 裴启涛, 张 练, . 乌东德左岸地下厂房洞室群施工期 围岩变形特征及反馈分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 326-336. |
| [8] | 王新志,谌 民,魏厚振,孟庆山,余克服,. 车辆荷载作用下钙质砂路基的动态响应试验研究[J]. , 2018, 39(11): 4093-4101. |
| [9] | 庞龙龙 ,徐学锋 ,司 亮 ,张 浩 ,李正可 , . 开采上保护层对巨厚砾岩诱发冲击矿压的减冲机制分析[J]. , 2016, 37(S2): 120-128. |
| [10] | 王汉鹏 ,薛俊华 ,李建明 ,张庆贺 ,马芹永,. 隧洞开挖围岩动态卸载响应特征模拟研究[J]. , 2015, 36(5): 1481-1487. |
| [11] | 徐 平 ,李小春 ,周新民,. 瓦斯抽采过程中孔壁的动态响应分析[J]. , 2015, 36(1): 123-130. |
| [12] | 贺明武 ,彭吉银 ,王义峰 ,周扬一 ,江 权 ,徐鼎平,. 乌东德水电站左岸地下厂房区角砾岩地质力学特性及其工程防治实践[J]. , 2014, 35(4): 1063-1068. |
| [13] | 杨岳峰、梁正召、唐春安、. 冲击作用下的压头破岩机制研究[J]. , 2013, 34(6): 1775-1785. |
| [14] | 李连崇 ,李 根 ,孟庆民 ,王 昊 ,王 振 . 砂砾岩水力压裂裂缝扩展规律的数值模拟分析[J]. , 2013, 34(5): 1501-1507. |
| [15] | 何本国 ,朱永全 ,孙明磊 ,张志强 ,孙元国 . 高速铁路膏溶角砾岩深埋隧道支护荷载确定方法[J]. , 2013, 34(3): 827-832. |
|
||