不同耦合介质光面爆破裂纹发展数值分析

来源：黄金科学技术杂志2016年第1期北京时间：

作者：过江，崔文强，陈辉

单位：1.中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083；2.新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830046

摘要：为研究不同耦合介质条件下光面爆破裂纹发展特性，基于ANSYS/LS-DYNA动力有限元程序，利用脆性材料的Von Mises破坏准则，建立了不同炮孔间距、不同抵抗线条件下的光面爆破数值模型，分别分析了空气和水作为径向耦合介质下光面爆破裂纹发展规律。研究发现：由于2种物质的性质不同，导致耦合作用机理的不同，传递给岩体的爆炸能量有所差别，进而影响炮孔间裂纹的发展，数值模拟结果证实了这一点。空气耦合下的光面爆破较易形成合格的贯通裂隙，且炮孔周边爆生裂纹相对较少，裂纹分叉现象较少；水耦合条件下贯通裂隙形成质量较低或者不形成贯通裂隙，炮孔周边裂纹较发育，裂纹分叉现象较多，不利于炮孔间径向裂纹的贯通。2种耦合介质下，炮孔连心线上的Von Mises应力衰减曲线均符合幂函数衰减，水耦合条件下，炮孔壁的Von Mises应力明显高于空气耦合，但衰减速度相比空气耦合条件下较小。随着不耦合系数的增大，传递给岩体的压力减小，岩体爆破裂纹减少，不耦合系数为2.1时爆破效果最佳。

关键词：光面爆破,不耦合装药,爆破裂纹,LS-DYNA

基金资助：中南大学“创新驱动计划”项目“智能化、清洁化现代矿业工程理论与技术”（编号：2015CX005）资助