预裂-缓冲爆破中柱状孔间应力波作用分析

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1998.01.004 第20卷第1期 北京科技大学学报 Vol.20 No.1 1998年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.1998 预裂一缓冲爆破中柱状孔间应力波作用分析 龚敏于亚伦齐金铎 北京科技大学资源工程学院，北京100083 摘要利用新型全息动光弹，以南芬矿高台阶靠帮控制爆破的现场参数为实验模拟基础，研究了 两预裂孔间应力波迭加的动态变化过程，在两炮孔均实行孔底和孔口同时起爆（四起爆点），并对 孔底进行加强装药条件下，获得了不同时刻的等差条纹图.发现沿炮孔方向应力波分布有很大不 同，提出了初始P波与后出现的S波迭加形成的波是所有波中最重要的部分，研究表明，孔底加强 装药是深孔孔底产生预裂效果的关键因素，孔底连线上应力场强度不受端部效应影响， 关键词预裂一缓冲爆破；等差条纹图；激光动光弹 分类号TD235.1 目前对深孔预裂爆破的效果、作用机理人们尚有一些争议！.例如：在药柱长度增加、底 部岩块夹制作用加强的条件下，孔底能否产生预裂效应；为改善底部爆破效果进行的孔底加 强装药是否有效；端部效应有无影响，其力学机理如何；起爆点位置和数目对爆破效果有何影 响，等等，但延长药包如深孔柱状爆破机理的研究比较困难.借助新型高速分幅红宝石激光动 光弹方法，本文以南芬矿高台阶靠帮控制爆破的现场参数为实验模拟基础，研究了相邻孔间 应力波迭加的动态变化过程，对预裂爆破机理的有关问题进行了探讨，并提出了相应看法. 1实验装置与实验设计 主要实验设备为激光全息动光弹，一次加载可记录4个不同时刻的动态等差条纹图.它 的原理及相关研究在文献中有详细论述B, E 炮孔参数按南芬矿高台阶爆破1：150缩小，如图1 D φ2 所示.两柱状孔孔径Φ2mm,孔深120mm,为模拟现场 爆破的孔底强化装药，在模型孔底用中5mm钻头进行了 扩孔，孔口堵塞30m,采用孔口孔底同时起爆，每一孔 口装PbN。8mg,孔底50mg作为起爆药，炮孔其余部位 沿轴线方向均匀装上DDNP153mg 250 实验结果及分析 图1实验模型设计图 图2是实验所获得的全息动光弹实验照片.4幅等差条纹图对应时刻，~【，分别为炸药 起爆后15,22,29,36μ5，根据条纹图及动态条纹判读方法确定了3个时刻的条纹级次，并计 1997-10-27龚敏男，30岁，讲师，硕士于亚伦男，60岁，教授 *国家自然科学基金资助课题(No.19572015)

第 2 0卷 1 9 8年 第 1期 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i ty o f 灰 i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e i ji n g V o l . 2 0 N o . l F e b 。 19 9 8 预裂一缓冲爆破中柱状孔 间应 力波作用分析 ’ 龚 敏 于 亚伦 齐金铎 北京科技大学 资源 工 程 学院 , 北京 10 0 0 83 摘要 利用新型全息动光弹 , 以南芬矿高台 阶靠 帮控 制爆 破的现场参数 为实验模 拟基础 , 研究 了 两预 裂孔 间应 力波迭加 的动态 变化过程 . 在两炮孔均实行孔底 和 孔 口 同时起爆 (四 起爆点 ) , 并 对 孔底 进行加 强装药条件下 , 获得 了不 同时刻的等差条 纹图 . 发现沿炮孔方 向应力波分布有很大 不 同 , 提 出 了初始 P 波与后 出现的 S 波迭加形成 的波是所有波 中最重要 的部分 . 研究表 明 , 孔底加 强 装药是深孔孔底产生预裂效果的关键 因素 , 孔底 连线上 应力 场强度不 受端部效应影响 . 关键 词 预裂 一 缓冲爆破 ; 等差条纹 图; 激光动光弹 分类 号 T D 2 3 5 . l 目前对深 孔 预裂爆破的效果 、 作用机 理人们 尚有 一些 争议 〔 ’ , ’ ] . 例如 : 在 药柱长度 增 加 、 底 部 岩 块夹制 作用加 强 的条件 下 , 孔 底能 否产 生预 裂效 应 ; 为 改善底 部 爆破 效 果进 行 的孔 底加 强装药是 否有效 ; 端部 效应 有无 影响 , 其 力学机理 如何 ; 起 爆点 位置 和数 目对爆 破效 果有 何影 响 , 等等 . 但延长 药包 如深 孔柱 状爆破 机 理 的研 究 比较 困难 . 借 助新 型 高速分 幅 红宝 石激 光动 光 弹方 法 , 本 文 以 南芬 矿 高台阶 靠帮控 制爆 破 的现场 参数 为实验 模 拟基 础 , 研 究 了相 邻 孔 间 应力波 迭加 的 动态变 化过 程 , 对预裂爆 破机理 的有 关问题 进行 了探讨 , 并提 出 了相应看 法 . 1 实验装置与实 验设计 主要 实验 设备为 激光 全息 动光 弹 , 一次加 载 可记 录 4 个不 同时 刻 的动态等差 条 纹 图 . 它 的原 理 及相 关 研究 在文献 中有详 细论 述 13, 4 ] . 炮 孔 参数按 南芬 矿高 台 阶爆 破 l : 1 50 缩 小 , 如 图 1 所 示 . 两 柱 状孔 孔 径 中Z m m , 孔 深 1 20 ~ . 为 模 拟 现 场 爆 破 的孔 底 强化 装药 , 在 模型孔 底用 中5 ~ 钻 头进 行 了 扩 孔 , 孔 口 堵 塞 30 r n r n , 采 用 孔 口 孔 底 同时起 爆 , 每 一孔 口 装 P b \ s m g , 孔底 50 m g 作 为起 爆药 , 炮孔 其余部 位 沿 轴线 方 向均 匀装上 D D NP 1 53 m .g 盯 {{ 李 - - 州卜、 气 13 0 印- 2 实验结 果及分析 图 1 实验模型设计 图 图 2 是 实验所 获 得 的全息 动光 弹 实验 照片 . 4 幅等 差条 纹 图对应时 刻 t ,一 气分别 为 炸药 起爆 后 巧 , 2 , 29 , 36 娜 , 根 据条 纹 图及 动态 条纹 判读 方 法确 定 了 3 个 时刻 的条纹级 次 , 并计 19 97 。 10 . 27 龚敏 男 . 30 岁 , 讲师 , 硕 士 于 亚 伦 男 , 60 岁 , 教授 ` 国 家 自然科学基金 资助 课题 ( N o . 19 5 7 2 0 】5) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1998. 01. 004

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第 2 0卷 1 9 8年 第 1期 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i ty o f 灰 i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e iji n g V o l . 2 0 N o . l F e b 。 1 9 9 8 预裂一缓冲爆破中柱状孔 间应 力波作用分析 ’ 龚 敏 于 亚伦 齐金铎 北京科技大学 资源 工 程 学院 , 北京 10 0 0 83 摘要 利用新型全息动光弹 , 以南芬矿高台 阶靠 帮控 制爆 破的现场参数 为实验模 拟基础 , 研究 了 两预 裂孔 间应 力波迭加 的动态 变化过程 . 在两炮孔均实行孔底 和 孔 口 同时起爆 (四 起爆点 ) , 并 对 孔底 进行加 强装药条件下 , 获得 了不 同时刻的等差条 纹图 . 发现沿炮孔方 向应力波分布有很大 不 同 , 提 出 了初始 P 波与后 出现的 S 波迭加形成 的波是所有波 中最重要 的部分 . 研究表 明 , 孔底加 强 装药是深孔孔底产生预裂效果的关键 因素 , 孔底 连线上 应力 场强度不 受端部效应影响 . 关键 词 预裂 一 缓冲爆破 ; 等差条纹 图; 激光动光弹 分类 号 T D 2 3 5 . l 目前对深 孔 预裂爆破的效果 、 作用机 理人们 尚有 一些 争议 〔 ’ , ’ ] . 例如 : 在 药柱长度 增 加 、 底 部 岩 块夹制 作用加 强 的条件 下 , 孔 底能 否产 生预 裂效 应 ; 为 改善底 部 爆破 效 果进 行 的孔 底加 强装药是 否有效 ; 端部 效应 有无 影响 , 其 力学机理 如何 ; 起 爆点 位置 和数 目对爆 破效 果有 何影 响 , 等等 . 但延长 药包 如深 孔柱 状爆破 机 理 的研 究 比较 困难 . 借 助新 型 高速分 幅 红宝 石激 光动 光 弹方 法 , 本 文 以 南芬 矿 高台阶 靠帮控 制爆 破 的现场 参数 为实验 模 拟基 础 , 研 究 了相 邻 孔 间 应力波 迭加 的 动态变 化过 程 , 对预裂爆 破机理 的有 关问题 进行 了探讨 , 并提 出 了相应看 法 . 1 实验装置与实 验设计 主要 实验 设备为 激光 全息 动光 弹 , 一次加 载 可记 录 4 个不 同时 刻 的动态等差 条 纹 图 . 它 的原 理 及相 关 研究 在文献 中有详 细论 述 13, 4 ] . 炮 孔 参数按 南芬 矿高 台 阶爆 破 l : 1 50 缩 小 , 如 图 1 所 示 . 两 柱 状孔 孔 径 中Z m m , 孔 深 1 20 ~ . 为 模 拟 现 场 爆 破 的孔 底 强化 装药 , 在 模型孔 底用 中5 ~ 钻 头进 行 了 扩 孔 , 孔 口 堵 塞 30 r n r n , 采 用 孔 口 孔 底 同时起 爆 , 每 一孔 口 装 P b \ s m g , 孔底 50 m g 作 为起 爆药 , 炮孔 其余部 位 沿 轴线 方 向均 匀装上 D D NP 1 53 m .g 盯 {{ 李 - - 州卜、 气 13 0 印- 2 实验结 果及分析 图 1 实验模型设计 图 图 2 是 实验所 获 得 的全息 动光 弹 实验 照片 . 4 幅等 差条 纹 图对应时 刻 t ,一 气分别 为 炸药 起爆 后 巧 , 2 , 29 , 36 娜 , 根 据条 纹 图及 动态 条纹 判读 方 法确 定 了 3 个 时刻 的条纹级 次 , 并计 19 97 。 10 . 27 龚敏 男 . 30 岁 , 讲师 , 硕 士 于 亚 伦 男 , 60 岁 , 教授 ` 国 家 自然科学基金 资助 课题 ( N o . 19 5 7 2 0 】5)

Vol.20 No.1 龚敏等：预裂-缓冲爆破中柱状孔间应力波作用分析 ·17· 级数为8.5级，比t,时相同位置级次高6.5级.孔口临近自由面附近，从自由面反射而成的反射 20Ka 6 b) 12 8 0 0 -20-10 0 1020 010 20304050 60 X/mm X/mm [(c) 9r(d) 8 0 25 5560 10 10 2025 X/mm X/mm 20f (e) 15 图3条纹级次分布图，(a)至（©）分别为 10 A-A,A-B,A-C,D-D,E-E截面； 1,2,3,表示15,22和29μs -5 -10L X/mm 拉伸波已很明显；从反射波阵面来看，反射区域本应更大，但由于两炮孔孔口之间压缩波的强 烈迭加，造成实际反射区间变小.在反射拉伸区中.受拉区间最高条纹级次为-1.5级，位于两 孔之间自由面的中点，在孔底附近区域，两炮孔孔底正向下方向应力场强度较1，时分别下 降了4级和3.5级.下降幅度较大，如图3(b)(C)曲线1、曲线2的比较.在孔底起爆点连线的中 点及连线大部分区段，条纹级次较上一时刻有很大提高，并且条带状高级次条纹亦已部分迭 加；从反映孔间中轴线上条纹级次变化的图3()曲线2来看，孔底由于强化装药导致孔底连

V o l . 2 0 N O . l 龚敏等 : 预裂一缓冲爆破 中柱状孔 间应力波作用 分析 级数 为 .8 5 级 , 比 t l时相 同位 置级 次高 6 . 5 级 . 孔 口 临近 自由面 附近 , 从 自由面反 射而成 的反 射 赛、砍 / \ 3 . \ 、 、 、、 \l 、l\ , ` 、\\ / ,l l 认协气.\2 2 46 `,0 瑞之\ 0 一匕2 0 一 10 0 10 2 0 0 10 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 X/ 1111 11 X / 11 111 1 9 「( d ) 曰决 声d 11|l 4 `, 瑞之\ 赛、之 0 l 一 I L 一 lU 2 0 2 5 X / m l n 0 1 0 X / n l l l l 图 3 条纹级次分布图 , (a) 至 (e )分别为 A 一 A , A 一 , A一 , D一 , E 一 E截面 ; l , z , 3 , 表示一5 , 2 2和2 9 “ s 0 ù尸、 2 , 1 ` 1. 哪之\ 一 5 一 1 0 X / m n l 拉伸 波 已很 明显 ; 从 反射波 阵面 来看 , 反 射 区 域本应 更 大 , 但 由于两 炮孔 孔 口 之 间压 缩波 的强 烈迭 加 , 造成 实 际反射 区 间变 小 . 在 反 射拉伸区 中 . 受拉 区 间最 高条 纹级 次为 一 1 . 5 级 , 位 于 两 孔 之 间 自由面 的 中 点 . 在 孔 底 附 近 区 域 , 两炮 孔 孔 底 正 向下 方 向应 力 场 强 度 较 t l时 分别 下 降了4级 和 3 . 5 级 . 下 降幅度 较 大 , 如 图 3( b) (c) 曲线 1 、 曲线 2 的 比较 . 在 孔底 起爆 点 连 线 的 中 点及 连 线 大部 分 区 段 , 条纹 级 次较 上 一时 刻有很 大 提 高 , 并且 条带 状高 级 次条 纹亦 已 部分 迭 加 ; 从反 映 孔 间 中轴线 上条 纹 级次 变 化 的 图 3 (e) 曲线 2 来 看 , 孔 底 由于 强化 装 药 导致孔 底 连

18· 北京科技大学学报 1998年第1期 线附近应力强度较孔口区域高得多，总的来看，孔底连线的迭加效果最为明显，其应力场强度 为全场最高压应力区， 2.31,=29μs时刻等差条纹图分析 1,=2.9μs时，对于同一炮孔，不同起爆点爆轰波相向传播及应力波不断相互干涉，沿炮 孔轴线应力波进人完全迭加：对于不同炮孔的应力波则在上一时刻迭加的基础上作用进一步 加强，因此在两炮孔间区域，不同应力波各种相互作用造成的条纹图极为复杂.从宏观上讲， 有4个内部包含有自身不断进行迭加的波，它们之间又进行相互迭加，这给条纹的判读带来 极大的困难.我们根据动态条纹的一些特性，经过仔细分辨，获得了1，时刻各相关剖面的全部 条纹级次.(I)在孔口部位，P波强度已极低，占主导地位的是反射拉伸波，波前已达距边界4 cm处的区域，以此区段中点和边界孔口连线的漏斗状区域为拉伸区，拉伸波最高条纹级次为 一6级.(2)其下的区间是条带状高应力区，其中点刚刚产生迭加，孔口的中下部区域（距边界 4~6cm)是P波传播过后的低应力区，条纹级次在0.5级左右变化；在炮孔中部（距边界6~ 8©m),由于4个起爆点爆轰后波阵面在此四重迭加，条纹级次较高.(3)孔底区域，孔底正下 方、左右孔最高条纹级数为3.5和2.5级，比1，时分别下降了0.5级和1级，远较孔底连线及附 近区域为低，后者尽管较1时有所下降，但仍然维持了较高的应力强度，在连线下部区域，最 高条纹级次为8.5级，上部区域为10.5级，连线中点为8.5级，如图3()曲线3所示. 2.4【4=36μs时刻等差条纹图分析 该时刻在炮孔之间出现了大面积的低应力区，膨胀波作用区基本消失，孔间应力场主要 由4个条带状应力带围成一个菱形，孔口部位拉伸区已与菱形上部两条$波相遇，孔底连线 上，亦只有下部S波作用，条纹级数已不能辨别，但从图可判定仍维持了一定强度.从总的情 况看，孔间应力场作用逐渐消失。 3 结束语 通过对上述不同时刻柱状孔间爆炸应力场分析，可对预裂缓冲爆破机理作一些探讨. (1)柱状孔间动应力破坏类型，从对动光弹模型试验研究来看，预裂爆破在炮孔不同部位 应力场作用是有差别的：孔口部位，以反射拉伸波产生破坏为主；在炮孔中部，由于应力波多 重迭加导致应力场大大加强而破坏；孔底进行加强装药后，以其强烈的压缩破坏，完全可以在 连线方向形成裂缝贯通，这在现场试验亦得到证明， (2)对于长柱状装药形成的应力场，后续波强度高，衰减慢，P波最高条纹级数明显比它 低，这一后续波不能简单地归结为S波，它是由于柱状装药爆轰这一特殊形式造成，即由S 波和较之先前产生的P波在同一炮孔迭加形成的强度极高的应力波.在预裂爆破中，由于炮 孔孔距小，P波传播衰减快，这种次生的波对预裂成缝起主要作用，P波作用并不突出 (③)端部效应在炮孔底部延长线方向最为明显，并与药量变化关系不大，而在孔底连线及 附近上下区域影响很小，从1~1，时刻，孔底连线方向维持了极高的应力，故端部效应对孔底裂 缝贯通影响不明显，从图3(a)-(c)各对应时刻曲线可得到很清楚的反映. (4)对于同一炮孔，两点或多点起爆效果优于单点起爆，从理论上讲，多点起爆形成的应 力场强度较为均匀，在同一炮孔相向迭加后成为平行于炮孔轴线的柱面波.此外，多点起爆造 成相邻炮孔应力波的多重迭加，有利于应力强度的提高

· 18 · 北 京 科 技 大 学 学 报 19 98 年 第 1期 线附 近应 力强 度较 孔 口 区 域 高得 多 . 总 的来看 , 孔底 连 线 的迭 加效果 最为 明显 , 其应 力场强度 为全 场最 高压 应力 区 . .2 3 几一 29 哪时刻 等差 条纹 图分析 几= .2 9 娜 时 , 对 于 同一 炮孔 , 不 同起 爆 点爆 轰波 相 向传 播 及应 力波 不 断相互 干涉 , 沿炮 孔 轴线 应 力波 进人 完全 迭加 ; 对 于不 同炮 孔 的应力 波 则在 上 一时刻 迭加 的基 础上作 用进一步 加 强 , 因此 在两 炮 孔 间 区 域 , 不 同应 力波 各种相 互 作用造 成 的条纹 图极 为 复杂 . 从 宏观 上讲 , 有 4 个 内部 包含 有 自身不 断 进行 迭 加 的波 , 它们 之 间 又 进行 相互 迭 加 , 这给 条纹 的判 读带来 极 大 的困 难 . 我 们根 据 动态条 纹 的一 些特 性 , 经过 仔细 分辨 , 获得 了 t 。时刻 各相 关 剖面 的全部 条 纹 级 次 . l( )在 孔 口 部位 , P 波 强度 已 极低 , 占主导地 位 的是反 射 拉 伸波 , 波 前 己 达距 边界 4 c m 处的区 域 , 以 此 区 段 中点 和边 界孔 口 连线 的漏 斗状 区域 为拉 伸 区 , 拉 伸波 最高条 纹级 次为 一 6 级 . (2 )其 下 的 区 间是 条 带 状高应 力 区 , 其 中点 刚 刚产 生迭 加 , 孔 口 的 中下 部 区 域 (距边 界 4 一 6 c m ) 是 P 波 传 播 过后 的低 应力 区 , 条 纹 级次 在 0 . 5 级左 右 变 化 ; 在炮 孔 中部 (距边 界 6 一 s c m ) , 由于 4 个起 爆点爆 轰后 波 阵面在 此 四 重 迭加 , 条 纹 级 次 较高 . ( 3 ) 孔 底 区 域 , 孔 底 正下 方 、 左 右孔 最 高条纹级 数 为 3 . 5 和 .2 5 级 , 比 r Z时分 别 下降了 0 . 5 级和 1 级 , 远较孔底 连 线及附 近 区 域 为低 . 后 者 尽 管较 几时有 所下 降 , 但仍 然 维持 了较 高的 应力 强度 , 在 连线 下部 区域 , 最 高条纹级 次 为 .8 5 级 , 上部 区 域为 10 . 5 级 , 连 线中点为 8 . 5 级 , 如 图 3 (a) 曲线 3 所示 . .2 4 气 二 36 四 时刻 等差 条纹 图分析 该 时刻 在 炮 孔之 间 出现 了 大 面积 的低应 力 区 , 膨 胀 波作 用 区基 本消 失 , 孔 间应力 场 主要 由 4 个条带状应 力 带围 成 一 个菱形 , 孔 口 部位 拉 伸 区 已 与菱形 上部 两条 S 波相 遇 , 孔 底 连线 上 , 亦 只 有 下部 S 波 作 用 , 条 纹 级 数已 不 能辨 别 , 但 从 图可判 定 仍 维持 了 一定 强度 . 从 总 的情 况看 , 孔 间应 力场 作用 逐渐 消失 . 3 结束语 通 过对 上述 不 同时刻 柱状 孔间爆炸应 力场分 析 , 可 对预裂 缓冲爆 破机 理作一些探讨 . ( l) 柱 状孔 间 动应 力破 坏类 型 , 从对动 光弹模 型 试验 研究 来看 , 预裂 爆破 在炮 孔不 同部位 应 力 场作用是 有 差 别的 : 孔 口 部 位 , 以 反 射拉伸波产生破 坏 为主 ; 在 炮孔 中部 , 由于应 力波 多 重 迭加 导致 应 力场 大大加强 而破 坏 ; 孔底进行 加强 装药后 , 以 其强 烈的压 缩破 坏 , 完全 可 以 在 连 线方 向形 成 裂缝贯通 , 这在 现场 试验亦 得到证 明 . (2 ) 对于 长柱 状 装药形 成 的 应 力场 , 后 续 波强 度 高 , 衰减 慢 , P 波 最 高条 纹 级数 明显 比它 低 . 这 一 后 续波 不 能 简单 地 归结 为 S 波 , 它 是 由于 柱 状装 药 爆轰这 一 特 殊 形式 造 成 , 即 由 S 波 和 较之 先 前产 生 的 P 波 在 同一 炮孔 迭加 形 成 的强度 极 高 的应力 波 . 在 预裂爆 破 中 , 由于炮 孔 孔距小 , P 波 传播 衰减 快 , 这 种次 生 的波 对 预裂成 缝起 主要 作用 , P 波作 用并 不 突出 . (3 )端 部效应在 炮 孔底部 延 长线 方 向最为 明显 , 并 与药 量 变化 关系不 大 , 而在 孔底 连线及 附 近上 下 区 域 影响很 小 · 从 t产 t 。时刻 , 孔底 连线方 向维持 了极 高的应 力 , 故 端部 效应 对孔底裂 缝 贯通 影 响不 明显 , 从 图 3 (a) 一 (c) 各 对应 时刻 曲线可 得到 很清楚 的反 映 . (4 ) 对于 同 一炮 孔 , 两 点 或多 点起 爆 效 果优 于 单 点起 爆 . 从理 论 上 讲 , 多 点 起爆 形 成 的应 力 场强 度较 为 均匀 , 在 同一炮 孔相 向迭加 后成 为平 行 于炮 孔轴 线 的柱 面波 . 此外 , 多 点起爆 造 成相 邻炮 孔 应力 波 的多 重 迭加 , 有利 于应 力强 度 的提 高

Vol.20 No.1 龚敏等：预裂-缓冲爆破中柱状孔间应力波作用分析 。19。 (⑤)孔底加强装药对孔底裂缝贯通起着重要作用.深孔孔底因岩石的夹制作用较强，对其底部 能否产生预裂效果一直有争议.从我们的实验结果看，加强装药对于炮孔正下方应力场的大 小几乎不起作用，但它可使相邻炮孔连线形成极高的应力场，并且维持较长时间的高应力（实 验中前3个时刻). (6)根据计算结果，孔中，孔底没有拉伸应力，而孔口则以拉伸破坏为主，孔口应力极值出 现在t,时刻，孔底连线在1~t,时刻，炮孔中部则在【，之后，因此炮孔各部位经受最高应力的 先后时序依次为孔底、孔口、炮孔中部。 参考文献 1陶伟声，楼伟国露天采场边坡控制爆破的改进.金属矿山，1995(5)：12~17 2刘卫东.高台阶控制爆破的实验与实践研究：[学位论文].北京：北京科技大学，1997.68~74 3龚敏，于亚伦，方祖烈燥破模型动态应力场量化研究原理与初步实验.爆炸与冲击，1997(1)：43~49 4粪敏，方祖烈.全息动光弹在爆破模型全场定量分析中的应用研究.岩石力学与工程学报，1994(2)：172 Analysis of Interaction of Stress Waves Between Column Charges for Presplit-cushion blast Gong Min Yu Yalun Oi Jinduo Resources Engineering School,UST Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT On the basis of actual parameter of wall control blast in Nanfeng mine, China,the process of dynamic stress changing between two column charges was studied for the presplit-cushion blast by a recent holographic photoelasticity.In the experiment model,two holes are simultaneously detonated from both ends (four ignition points),the bottom of the holes are loaded more than other parts (heavy charge).Under the condition, four consecutive isochromatic fringe patterns at different time are aquired in one loading run,characterstics of the stress distributions are compared at different place and time in the holes.It is found that interaction types of stress wave are various along the holes. The stress wave which is formed by the interaction of earlier producing P wave and later S wave along a distributed line charge is most important part in all stress waves. Research indicates that heavy charge in the bottom of the holes is crucial to produce pres- plit-cushion effect of the bottom,"End Effect"doesn't affectt on strength of stress along linking line between the bottoms,chief field of the "End Effect"are also explained. KEY WORDS presplit-cushion blast;isochromatic fringe pattern;holo-photoelasticity

v .ol 20 No . 1 龚敏等 : 预裂一缓 冲爆破 中柱状孔 间应力波作 用分 析 · 19 · (5 )孔 底 加 强装药 对 孔底 裂缝 贯 通起着 重要 作 用 . 深 孔孔 底 因岩 石 的夹 制作 用较 强 , 对其底 部 能 否 产 生 预裂效果 一直 有 争议 . 从 我们的实 验结 果 看 , 加强 装 药 对于 炮孔 正下 方 应力 场 的大 小几乎不 起作 用 , 但 它 可使相 邻炮 孔连 线形成 极 高的应 力 场 , 并 且 维持较 长 时间 的高应力 (实 验 中前 3 个时 刻 ) . (6 )根 据计 算 结果 , 孔 中 , 孔底没 有拉 伸应 力 , 而 孔 口 则 以 拉伸 破 坏为 主 , 孔 口 应 力极 值 出 现在 t 。时 刻 , 孔底 连 线在 t l 一 t Z时 刻 , 炮 孔 中部则在 t 3之 后 , 因 此炮 孔各 部位 经 受最 高应 力 的 先后 时序 依 次为 孔底 、 孔 口 、 炮孔 中部 . 参 考 文 献 l 陶伟声 , 楼伟 国 . 露天采场边坡控制爆破的改进 . 金属 矿 山 , 19 9 5 (5) : 12 一 17 2 刘卫 东 . 高台 阶控制爆破的实验与实践研究 : [ 学位论文】 . 北京 : 北京科技大学 , 19 97 . 68 一 74 3 龚敏 , 于 亚伦 , 方祖烈 . 爆破模型动态应力场量化研究原理 与 初步实验 . 爆炸与 冲击 , l 9 97( 1) : 们 一 49 4 龚敏 , 方祖 烈 . 全息动光弹在爆破模型全场定量分析 中的应用 研究 . 岩石力学 与工 程学报 , 1 9 9 4 (2) : 1 72 A n a l y s i s o f Iin e r a e t i o n o f S etr s s W a v e s B e wt e e n C o l u nm C h ar g e s fo r P er s P l it 一 e u s h i o n b l a s t G o ng 入inr uY aY l u n Qi inJ du o 称 5 0二 e s E n g ine e ir n g S e h o l , US T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C ih n a A B S T R A C T o n ht e b as i s o f ac tL 以 1 P a n u 刀e te r o f w a ll e o n t or l b l as t I n 卜恤n fe n g m i n e , C h i n a , ht e P r oc e s s of d y n 别 rn i e s etr s s e h an g ign be wt e e n wt o e o l um n c h a gr e s w as s ut d i e d fo r ht e Per s lP i-tC us hi on bl as t by a er c e n t h o l o g ar Phi c hP o oet l as it e i yt . I n het e x ep ir m e n t m ed e l , wt o h o l e s 峨 s im ul at n e ous l y d e ot n a et d fr o m bo ht e n d s ( fo u r ig in it o n op i n st ) , ht e bo ot m o f ht e h o l e s aer l o ad e d m o er ht an o het r Pa rt s ( he va y e h a gr e ) . U n d e r ht e e o n d iit o n , fo u r c o n s e e u it v e i s co h omr al c ifr n g e aP 讹nr s at id fe er n t it m e aer aq u i er d i n o n e l o ad i n g ur n , c h a acr et sr it e s o f het s etr s s id s itr bo it o n s aer e o m P aer d at d i fe er n t P lac e a n d it m e i n ht e h o l e s . It 1 5 fo u n d ht at i n et acr it o n yt pe s o f s etr s s w va e aer v a ir o u s al o n g ht e h o l e s . Th e s能 5 5 w va e w ih e h 1 5 fo mr e d 勿 ht e i n et acr it o n o f e a ir i e r P r do u e i n g P w va e an d l a et r 5 w va e al o n g a id s itr b u et d line c h a gr e 1 5 m o s t im po r ta ll t P art i n al l s tI’e s s w a v e s . eR s e拼h i dn i e aet s ht a t h e va y e h a r g e i n het bo t o m o f ht e h o l e s 1 5 e cur i a l t o P r do u e e P er s - lP i -t e us ih o n e fe c t o f het bo tt o m , ” nE d E fe c t , , d oc s n , t a fl 七e t o n s etr n g ht o f s etr s s al o n g li n k i n g li n e be wt e e n ht e bo t D m s , e ih e f if e ld o f ht e ” E n d E fe e t ,, aer a l s o e x Plia n e d . K E Y W O R D S Per s Pli -t c us hi o n b l as t ; i s oc h r o m iat e ifr n g e P a tt e m ; h o l o 一 Ph o oct l a s it c i yt