单轴压应力下楔形掏槽爆破模型试验与数值仿真研究

来源：振动与冲击杂志2026年第3期北京时间：

作者：陈思羽,,,,杨立云yangly@cumtb\">5,杨爱云5,黄晨6,谢焕真,5,王俊豪,程兵

单位：1.安徽理工大学安徽省新型爆炸材料与爆破技术工程研究中心，安徽淮南232001;2.安徽理工大学化工与爆破学院，安徽淮南232001；3.江汉大学精细爆破全国重点实验室，武汉430056;4.安徽理工大学 土木建筑学院，安徽 淮南 232001；5.中国矿业大安学(北京)力学与土木工程学院，北京100083;6.西安科技大学能源与矿业工程学院，西安710054

摘要：楔形掏槽爆破因其爆破能量集中、炮孔利用率高，广泛应用于掘进工作面作业中。为探究地应力对楔形掏槽爆破的影响，本研究采用极端条件下的单轴加压方法（设置侧压力系数为0），基于围压作用下的掏槽理论，采用模型试验和有限元数值模拟方法，探讨了爆破过程中的力学机制。研究结果表明，单轴压应力对楔形掏槽爆生裂纹的产生和扩展具有导向作用，裂纹的产生和扩展方向与爆破后的单轴压应力方向一致；无论是横向加载还是纵向加载，单轴压应力都将提高掏槽破碎块度的大块率，对于粒径大于9.50mm的块度影响显著，对于粒径小于9.50mm的块度影响不显著；单轴压应力在爆破初期对<span>Mises</span>应力峰值影响较小，但在爆破中后期影响显著；当单轴压应力垂直于炮孔长轴（T2）施加时，槽腔体积最大，而当单轴压应力垂直于炮孔短轴（T3）施加时，槽腔体积增加；施加单轴压应力后深度方向范围无明显变化，表明爆后沿深度方向的损伤几乎不受单轴压应力的影响；研究结果对地应力下的掏槽设计优化提供参考。<br>

关键词：爆破试验，掏槽爆破，成腔规律，地应力，破碎块度，有限元分析