一种用于模拟钻爆法施工诱发临近巷道围岩破坏的实验方法

摘要

本发明公开一种用于模拟钻爆法施工巷道诱发临近巷道围岩破坏的实验方法，涉及巷道爆破开挖技术领域，为了解爆破动荷载对邻近巷道围岩原始裂纹群的影响，从而对邻近巷道布置的安全距离确定以及钻爆法掘进巷道的经济合理支护提供依据而发明。用于模拟钻爆法施工巷道诱发临近巷道围岩破坏的实验方法包括：在试块的局部位置处预制模拟巷道，并在所述模拟巷道轮廓的预定位置处形成预制裂纹；在所述试块上位于所述模拟巷道临近的预定位置处开设炮孔并装设炸药；在对所述炸药进行起爆的同时，对所述模拟巷道周边的损伤状况进行动态采集并进行分析，获得所述爆破对所述模拟巷道围岩断裂动态因子的数据。本发明适用于钻爆法施工巷道诱发临近巷道围岩破坏的模拟实验。

主权项

一种用于模拟钻爆法施工巷道诱发临近巷道围岩破坏的实验方法，其特征在于，包括：在试块的局部位置处预制模拟巷道，并在所述模拟巷道轮廓的预定位置处形成预制裂纹；在所述试块上位于所述模拟巷道临近的预定位置处开设炮孔并装设炸药；对所述炸药进行起爆以对所述模拟巷道进行爆破，在对所述炸药进行起爆的同时，对所述模拟巷道周边的断裂损伤状况进行动态采集；对采集的所述模拟巷道周边的断裂损伤状况进行分析，获得所述爆破对所述模拟巷道周边断裂损伤破坏的影响数据；其中所述在试块的局部位置处开设模拟巷道包括：在尺寸为300mm×300mm×5mm的有机玻璃板，或尺寸为300mm300mm6mm 的人造石板的局部位置处预制模拟巷道；其中，所述模拟巷道下部为40mm20mm的半矩形，上部为半径20mm的半圆顶；所述在对所述炸药进行起爆的同时，对所述模拟巷道周边预制裂纹群的断裂损伤状况进行动态采集包括：在对所述炸药进行起爆的同时，采用数码高速摄影仪，对参考平面处的光强变化过程进行拍摄，得到数码焦散斑照片；所述对采集的所述模拟巷道周边的损伤状况进行分析，获得所述爆破对所述模拟巷道周边损伤的影响数据包括：确定裂纹尖端的复合型裂纹动态裂纹强度因子；其中，所述的复合型裂纹动态裂纹强度因子根据下式确定： 式中：为沿裂纹方向的焦散斑最大直径；为参考平面到物体平面的距离；为材料的应力光学常数；为试件的有效厚度，对于透明材料，板的有效厚度即为板的实际厚度；为应力强度数值因子；为动态载荷作用下，复合型扩展裂纹尖端的Ⅰ型动态应力强度因子；为由裂纹扩展速度引起的修正因子，在具有实际意义的裂纹扩展速度下，其值约等于1。