章大業(yè)

安徽理工大學(xué) 安徽淮南 232001

工程爆破作為一種主要的生產(chǎn)方法，廣泛應(yīng)用于采礦采石、公路鐵路、水利水電等工程領(lǐng)域中[1]?？紤]到節(jié)理對(duì)巖體爆破效果的重要影響及上述現(xiàn)狀，同時(shí)實(shí)際巖體在宏觀上由多種礦物顆粒膠結(jié)形成，現(xiàn)采用顆粒流離散元軟件PFC建立含節(jié)理巖體爆破模型，模擬分析不同節(jié)理參數(shù)對(duì)巖體爆破裂隙區(qū)的影響。

1 數(shù)值模型的建立

利用PFC，建立圖5所示10m×5m無(wú)節(jié)理巖體模型。在模型表面中間位置處設(shè)置炮孔，藥包半徑為0.1m,孔深2.0m,炮孔堵塞長(zhǎng)度為0.4m。

圖1 無(wú)節(jié)理巖體模型

2 爆破荷載的模擬

文中模型采用如圖2所示三角形分布荷載，為炮孔壓力峰值，取為800Mpa,荷載升時(shí)與作用時(shí)長(zhǎng)分別為2ms和7ms，此分布荷載能較好地模擬炸藥的起爆過(guò)程。

3 計(jì)算結(jié)果

分別考慮節(jié)理的彈性模量、粘聚力和抗拉強(qiáng)度等參數(shù)，分析時(shí)將某一參數(shù)調(diào)整為上述工況c的0.1倍、0.5倍、2.0倍，表1為計(jì)算結(jié)果。

圖2 爆破荷載模型

觀察表1中計(jì)算結(jié)果，巖體節(jié)理各力學(xué)參數(shù)對(duì)爆破效果的影響是一致的。當(dāng)節(jié)理力學(xué)性質(zhì)逐漸增強(qiáng)時(shí)，巖體的裂隙區(qū)半徑和裂紋深度都逐漸減小，且裂隙區(qū)半徑減小的幅度較大。這可能是由于力學(xué)性質(zhì)更佳的節(jié)理對(duì)爆破動(dòng)載有著更強(qiáng)的吸收、耗散作用，使沖擊波的能量迅速減弱，同時(shí)節(jié)理結(jié)構(gòu)面在爆破作用下易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使損傷范圍進(jìn)一步減小[2-3]。

4 結(jié)語(yǔ)

表1 不同節(jié)理參數(shù)下巖體裂隙區(qū)范圍

由于巖體節(jié)理對(duì)爆破沖擊波具有耗能作用，力學(xué)性能（彈性模量、粘聚力、抗拉強(qiáng)度）更強(qiáng)的節(jié)理使得這種作用更加明顯，進(jìn)而導(dǎo)致爆破后巖體的裂隙區(qū)范圍變小。