為探究爆炸荷載下炮孔與空孔間距對(duì)爆破作用的影響,分析炮孔與空孔間距對(duì)介質(zhì)的爆破作用機(jī)理,通過水泥砂漿試件爆破實(shí)驗(yàn),研究了空孔與炮孔間距L為8cm、10cm、12cm時(shí)雙炮空孔間及兩側(cè)空孔的斷裂導(dǎo)向作用;進(jìn)一步結(jié)合ANSYS/LS-DYNA數(shù)值模擬軟件,對(duì)不同空孔間距下的爆破過程進(jìn)行了模擬,并對(duì)空孔周圍測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力曲線進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:L=12cm時(shí)炮孔和空孔間貫通形成的裂紋更加平直,斷裂面更加平整;"空孔效應(yīng)"作用的范圍有限,超出一定范圍后應(yīng)力波的衰減受空孔的影響逐漸降低。 

【文章來源】：火工品. 2020,(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

空孔的應(yīng)力集中作用圖

根據(jù)文獻(xiàn)[6]研究可知，在空孔位于爆破裂隙區(qū)時(shí)，可以有效控制裂紋的擴(kuò)展方向，在此基礎(chǔ)上實(shí)驗(yàn)共設(shè)置3種工況：工況1:L=8cm(L/r=26.7）；工況2:L=10cm(L/r=33.3）；工況3:L=12cm(L/r=40.0）；而每種工況又分為有空孔和無空孔（視為對(duì)照組）2種情形，這樣既能體現(xiàn)空孔的定向斷裂控制作用，又能研究空孔間距對(duì)爆破作用的影響。空孔效應(yīng)方案模型圖如圖2所示。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

圖3為L(zhǎng)=8cm時(shí)有空孔和無空孔2種情形下的爆破裂紋擴(kuò)展圖，從圖3(a）中可以看出，在無空孔條件下，炮孔A爆炸后裂紋擴(kuò)展至左側(cè)和上側(cè)自由面形成裂紋1和3，兩炮孔之間貫通成一近似直線裂縫4，但該裂縫經(jīng)過炮孔B時(shí)未能在右側(cè)繼續(xù)擴(kuò)展，而是沿著上側(cè)最小抵抗線方向發(fā)展形成裂紋5，分析認(rèn)為裂紋2和裂紋6的形成是由于壓縮波到達(dá)自由面時(shí)形成的反射拉伸波疊加而成。從圖3(b）可知在有空孔條件下，爆生裂紋沿著炮孔間連線方向優(yōu)先擴(kuò)展，在炮孔爆生裂紋擴(kuò)展至空孔時(shí)，由于空孔的作用，爆生裂紋相互貫通，裂紋擴(kuò)展基本成直線，定向斷裂的效果明顯優(yōu)于無空孔爆破。在工程實(shí)踐中，在炮孔間及炮孔兩側(cè)增設(shè)空孔不僅可以減少炸藥使用量，而且可以減少對(duì)介質(zhì)的損傷，降低爆破振動(dòng)等有害效應(yīng)，對(duì)提升爆破工程質(zhì)量和工程效益具有重要意義[12]。圖4為L(zhǎng)=10cm時(shí)有空孔和無空孔2種情形下的爆破裂紋擴(kuò)展圖，無空孔條件下對(duì)比L=8cm可知，試件裂紋擴(kuò)展和圖3(a）類似，區(qū)別在于L增大時(shí)炮孔A左側(cè)裂紋1未能擴(kuò)展至左側(cè)自由面，但裂紋6的長(zhǎng)度明顯增加，說明L的增大可以改變裂紋擴(kuò)展的路徑和長(zhǎng)度；有空孔條件下試件裂紋擴(kuò)展和圖3(b）類似，區(qū)別在于L增大時(shí)裂紋5擴(kuò)展長(zhǎng)度增加，說明在有空孔條件下，介質(zhì)中用在定向斷裂的能量占炸藥爆炸產(chǎn)生能量的比重增加。

【參考文獻(xiàn)】：
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