化能瞬态气胀致裂器破岩特性研究

来源：振动与冲击杂志2026年第4期北京时间：

作者：曾韬，俞缙bugyu077，付晓强，胡家振，戴良玉，陈新泉

单位：1.华侨大学福建省隧道与城市地下空间工程技术研发中心，福建 厦门361021；2.三明学院 建筑工程学院，福建 三明365004；3.三明科飞产气新材料股份有限公司，福建 三明365500；4.厦门安能建设有限公司，福建 厦门361001

摘要：针对传统炸药爆破技术在安全与环保方面的应用局限，开展了对一种基于化学产气原理的新型非炸药破岩装置—化能瞬态气胀致裂器的研究，采用理论分析、模型实验及数值模拟相结合的方法，探究其破岩特性与作用机理。从理论层面阐明了该装置的核心作用机制在于通过毫秒级爆燃反应产生准静态气体膨胀压力，并以此持续性压力驱动岩体拉伸致裂。通过混凝土模型对比实验发现，在同等装药量条件下，尽管致裂器产生的峰值应变仅为炸药的1/9至1/2，但其通过延长能量作用时间获得了与炸药相当的应变冲量，最终实现了相似的宏观破碎效果。基于现场实验数据构建并验证了数值模拟模型，模拟结果揭示了致裂器以“低压、长时、准静态”的加载模式将能量高效集中于裂纹扩展而非孔壁压碎，从而保障了主裂纹的有效贯通；在经验证模型参数的基础上，进一步开展参数化研究，明确了峰值压力与压力加载速率对岩体宏观破坏模式的关键影响。研究结果可为该新技术的工程应用与参数优化提供理论参考。<br>

关键词：化能瞬态气胀致裂器；准静态气体膨胀；破岩特性；数值模拟；裂纹扩展