断续节理介质爆生裂纹扩展的动焦散实验研究

摘要

应用动态焦散线测试系统,模拟断续节理岩体断裂爆破过程,进行了有机玻璃(PMMA)模型透射式动态焦散线实验,研究了无充填和充填断续节理对切缝药包断裂控制爆破裂纹扩展规律的影响和裂纹扩展的机理.结果表明:切缝药包爆炸应力波到达无充填断续节理面后,在节理的两端产生了两条翼裂纹,翼裂纹基本沿原爆生裂纹方向继续扩展,最长达2.5 cm,翼裂纹尖端复合应力强度因子呈由小变大再变小连续波动变化的趋势,裂纹扩展速度和加速度变化趋势与应力强度因子变化类似;爆炸应力波到达充填断续节理面后,同样在节理两端产生了两条翼裂纹,翼裂纹向两侧偏移很大,翼裂纹最长达4 cm,翼裂纹尖端应力强度因子KdⅠ呈由小变大再变小连续波动变化的趋势,动态应力强度因子KdⅡ则呈由大变小连续振荡变化的趋势,而且翼裂纹扩展过程中具有起裂时间早、裂纹扩展速度和加速度峰值大的特征.