丁晨曦等：切缝药包爆破定向裂纹与张开节理相互作用的实验研究 899· (c) Directional crack A6 =10μ5 =30us =40s B5 B6 仁50μ5 =60Hs =80s B5 =100us =160us =230s 图5爆破过程中裂纹起裂与扩展的动态焦散线系列照片.(a)试件S1-l:(b)试件S2-1:(c)试件S3-1 Fig.5 Dynamic caustics photos of the crack initiation and propagation during blasting:(a)specimen S1-1;(b)specimen S2-1;(c)specimen S3-1 Directional crack A7 =10μs =20μus =40μs =60μs =70us =80us =100μs =180s 图6验证实验组试件S4-1爆破过程中裂纹起裂与扩展的动态焦散线系列照片 Fig.6 Dynamic caustics photos of the crack initiation and propagation in specimen S4-1 during blasting 理端部翼裂纹的产生是切缝药包爆破定向裂纹直 公式5-2，可得到裂纹起裂和扩展过程中动态应 接作用的结果.此外，定向裂纹的入射角度对节理 力强度因子随时间的变化曲线.上文分析表明，试 端部翼裂纹起裂时间、扩展过程和扩展长度都有 件S1-1、S2-1和S3-1的节理端部两条翼裂纹的 着重要影响. 扩展过程和分布形态基本对称，故每个试件只选 3.2翼裂纹的起裂和扩展 取1条翼裂纹开展对比分析.图7为翼裂纹B1(试 动态应力强度因子是表征裂纹尖端应力集中 件S1-1)、B3(试件S2-1)和B5(试件S3-1)起裂 程度的物理量，通过对裂纹尖端焦散线相关特征 前后动态应力强度因子随时间的变化曲线.3条 尺寸的测量，结合动态应力强度因子(K,)的计算 翼裂纹的起裂时间均为仁80s时，翼裂纹B3和理端部翼裂纹的产生是切缝药包爆破定向裂纹直 接作用的结果. 此外，定向裂纹的入射角度对节理 端部翼裂纹起裂时间、扩展过程和扩展长度都有 着重要影响. 3.2    翼裂纹的起裂和扩展 动态应力强度因子是表征裂纹尖端应力集中 程度的物理量，通过对裂纹尖端焦散线相关特征 尺寸的测量，结合动态应力强度因子（KⅠ d ）的计算 公式[25−26] ，可得到裂纹起裂和扩展过程中动态应 力强度因子随时间的变化曲线. 上文分析表明，试 件 S1–1、S2–1 和 S3–1 的节理端部两条翼裂纹的 扩展过程和分布形态基本对称，故每个试件只选 取 1 条翼裂纹开展对比分析. 图 7 为翼裂纹 B1（试 件 S1–1）、B3（试件 S2–1）和 B5（试件 S3–1）起裂 前后动态应力强度因子随时间的变化曲线. 3 条 翼裂纹的起裂时间均为 t=80 μs 时，翼裂纹 B3 和 M N Directional crack A7 Caustics t=10 μs t=20 μs t=40 μs t=60 μs t=70 μs t=80 μs t=100 μs t=180 μs B7 B8 图 6    验证实验组试件 S4–1 爆破过程中裂纹起裂与扩展的动态焦散线系列照片 Fig.6    Dynamic caustics photos of the crack initiation and propagation in specimen S4–1 during blasting Directional crack A6 Caustics t=10 μs t=30 μs t=40 μs B5 B6 t=50 μs t=60 μs t=80 μs B5 B6 t=100 μs t=160 μs t=230 μs (c) 图 5    爆破过程中裂纹起裂与扩展的动态焦散线系列照片. （a）试件 S1-1；（b）试件 S2-1；（c）试件 S3-1 Fig.5    Dynamic caustics photos of the crack initiation and propagation during blasting: (a) specimen S1-1; (b) specimen S2-1; (c) specimen S3-1 丁晨曦等： 切缝药包爆破定向裂纹与张开节理相互作用的实验研究 · 899 ·