静态爆破中炮孔拐角应力集中及导向效应研究

在圆形钻孔中灌装破碎剂进行裂岩,其产生的裂纹通常具有随机性。为实现软岩工程中的定向裂岩,本文采用正三角孔替代传统的圆形钻孔,基于相似原理,选用河砂、水泥、石膏等相似材料模拟软岩,开展双孔静态膨胀的室内试验。以孔间距和孔偏转角作为自变量,探讨不同工况下裂纹的扩展规律以及致裂效果,并建立模型试块的力学模型,进行裂纹对比及扩展研究。试验结果表明：正三角孔具有良好的定向效果,裂纹从孔尖拐角处萌生,并大致沿孔角平分线方向发育扩展;紧靠裂纹处的应变曲线会历经试验初期、起裂前、裂纹失稳扩展和平稳波动4个阶段。孔偏转角存在会抑制裂纹的发育,数值计算表明,在0°～30°内,偏转角度越大,裂隙数量越少,对裂纹发展的抑制效果越明显。致裂的破坏模式以受拉破坏为主,剪切破坏为辅;在裂纹附近区域,与裂纹平行方向受压,垂直受拉。