• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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原位应力下饱水冻结砂岩的爆破损伤致裂特征

张文涛, 徐颖, 汪海波, 李成杰, 郑强强, 杨子仪, 邓天祥. 原位应力下饱水冻结砂岩的爆破损伤致裂特征[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0169
引用本文: 张文涛, 徐颖, 汪海波, 李成杰, 郑强强, 杨子仪, 邓天祥. 原位应力下饱水冻结砂岩的爆破损伤致裂特征[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0169
ZHANG Wentao, XU Ying, WANG Haibo, LI Chengjie, ZHENG Qiangqiang, YANG Ziyi, DENG Tianxiang. Study on Blasting Damage and Fracturing Characteristics of Water-Saturated Frozen Sandstone under In-Situ Stress[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0169
Citation: ZHANG Wentao, XU Ying, WANG Haibo, LI Chengjie, ZHENG Qiangqiang, YANG Ziyi, DENG Tianxiang. Study on Blasting Damage and Fracturing Characteristics of Water-Saturated Frozen Sandstone under In-Situ Stress[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0169

原位应力下饱水冻结砂岩的爆破损伤致裂特征

doi: 10.11883/bzycj-2026-0169
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(52574133);国家自然科学基金面上项目(52274071);矿山地下工程教育部工程研究中心开放基金(JYBGCZX2022107);深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放基金(SKLMRDPC23KF10);

Study on Blasting Damage and Fracturing Characteristics of Water-Saturated Frozen Sandstone under In-Situ Stress

  • 摘要: 原位应力下饱水冻结白垩纪砂岩爆破损伤致裂特征研究的缺失,成为制约深大冻结立井穿越富水砂岩段爆破掘进效率与有害效应控制的技术瓶颈。首先从理论上分析了温度对爆破动应力场的影响以及原位应力下炮孔周围静应力场分布特征。其次使用标定验证后的RHT本构模型建立单孔爆破数值模型,探究了原位应力及温度对饱水冻结砂岩爆破损伤致裂特征的影响。最后,建立深部冻结立井爆破开挖全断面模型,分析了原位应力下岩体爆破损伤破碎行为。结果表明:径向动应力受温度变化影响较小,环向动应力则较为敏感。温度越低,炮孔近区环向拉应力峰值越高,环向压应力峰值越低。静水原位应力下孔周应力场呈对称分布形态,静水压力幅值影响静应力水平但不改变分布形态。非静水原位应力下径向、环向应力场方向性显著。原位应力增大或温度降低均会减缓损伤体积增长速率,抑制爆破损伤发展,二者对爆破损伤的影响存在交互竞争作用。单向原位应力促进最大主应力方向裂纹扩展而抑制最小主应力方向裂纹发育,低温则减小裂纹扩展范围,并削弱原位应力对裂纹扩展的定向作用。原位应力对爆破能量输入和损伤发展具有阻抗效应,致使冻结立井爆破开挖块度的不均匀程度增大,大块率升高。研究结果对优化爆破参数,提高深部冻结立井爆破施工的效率和安全具有重要理论和工程意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-05-25
  • 网络出版日期:  2026-07-21

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