不同装药结构爆破应力波的衰减规律试验研究

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本文研究不同装药结构爆破应力波在岩石中的传播特性,根据装药结构的不同,使用动态应变采集系统采集了耦合连续装药结构、耦合不连续装药结构、不耦合连续装药结构、不耦合不连续装药结构爆破应力波在岩石中的变化特性,分析了不同装药结构应力波的衰减规律,通过计算得到不同装药结构爆破应力波在岩石中的衰减速率,并用岩石声波检侧仪来检测爆破前后岩石内部声速的变化情况,判断岩石内部损伤情况,最后用数值模拟对不同装药结构的爆破应力波进行分析。本文主要研究结论如下:(1)在轴向距离炮孔0~20倍半径处,四种装药结构的应力值都呈幂指数衰减,在距离炮孔30倍半径处,四种装药结构的应力值呈线性变化,应力波衰减不明显,且均在轴向距离炮孔底部10倍半径处的峰值应力最大。(2)耦合连续装药结构的初始应力峰值最大,炮孔壁受到的初压以及最大压力最大,炮孔壁过度粉碎,炮孔压力衰减的快,爆轰波作用于岩体时间较短;不耦合装药结构的初始峰值应力较小,爆轰波经过压缩性较强的不耦合介质,降低了孔壁初压,避免了孔壁过度破碎,孔内压力衰减的慢,延长了爆轰压力作用时间。(3)根据声波变化,耦合连续装药结构粉碎区范围在0~10半径内,裂隙区在10~20倍半径范围内,其余三种装药结构粉碎区范围在0~5倍半径,裂隙区在5~20倍半径范围内,不耦合连续装药结构裂隙区范围最大,不耦合不连续装药结构粉碎区范围最小。(4)耦合装药结构在破碎区消耗大量能量,岩石破碎区范围比同条件不耦合装药结构大,且其能量传递不均匀,不耦合装药结构虽然存在破碎区,但是范围较小,且应力波衰减的较慢,能量传递均匀,爆破后岩石块度均匀,故在实际生活中应推行不耦合装药结构。
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