岩石在柱状耦合装药作用下的爆炸能量分布

摘要

岩石中装药爆炸产生的爆炸能量可以分为爆炸冲击波能量和爆生气体膨胀能量。对爆炸能量分布的理论分析有助于改善爆破效果，提高爆破质量。本文在柱状耦合装药情况下，分析了冲击波作用下岩石变形和破坏的特点、爆生气体对爆腔的扩腔作用，在此基础上探讨了爆炸冲击波能量和爆生气体膨胀能量的分布规律以及各部分能量消耗量的求解方法，同时考虑了埋深在临界深度以上的情况下爆生气体对破碎岩石的抛掷作用以及在不同的埋深下爆破漏斗作用指数与抛掷能之间的关系。计算结果表明：⑴冲击波做功消耗的能量约占总能量的28%；爆生气体用于扩腔和抛掷岩石的能量约占总能量的50%，剩余22%的能量用于驱裂和耗散在空气中。⑵当装药深度位于临界深度和最佳埋深之间时，抛掷能随着的增大而增大；当装药深度在最佳埋深之上时，抛掷能随着的增大而减小。同时利用有限元软件对柱状耦合装药情况下的岩石爆破进行了数值模拟，得到了在冲击波荷载作用下岩石的能量变化曲线，发现数值模拟结果和理论计算结果相差不大。