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。