工程科学学报，第44卷，第X期 45 4 (a) H-1 0 (b) F-7 0 (c) -S-13 F-8 25 530 25015 52015 9 5 0 20 40 60 80 100120 0 20 40 60 80 100120 0 20 406080100120 Time//μs Time//μs Time/μs 30 50 25 (d) (e) 40 N-26 15 ◆ X-22 30 N-27 10 10 一师中事步奉奉帝事奉申 0 20 406080 100120 0 1020304050607080 Time/μs Time/us 图3荷载示意图.(a)H-1-H-6:(b)F-7~F-12:(c)S-13~s-175(d)X-18-X-22(e)N-23-N-27 Fig3 Loads diagram:(a)H-l-H-6;(b)F-7-F-12;(c)S-13-S-17:(d)X-18-X-22:(e)N-23-N-27 (a) b 由于荷载瞬间增大，在炮孔周围形成许多径 向短裂纹(20us).随荷载持续施加，受岩石材料不 均匀特性影响，这些径向短裂纹在拉应力作用下 5 向软弱介质处发展，逐渐形成几条主裂纹(40s) Right wing crack 应力波由炮孔周边不断向深处传播，在30s时传 播到预制裂纹，由于预制裂纹阻断了应力波向前 传播，炮孔下方与预制裂纹之间形成应力集中区， 图4物理试验与数值模拟结果对比图.(a)物理试验：(b)数值模拟 压缩应力波继续向左右方向传播，在左右两侧形 Fig.4 Comparison of (a)physical experiment and (b)numerical simulation 成两条八字形的裂纹，在30s时，炮孔周边还未 (a) (b) (d) (e) (0 图5荷载H-3作用下模型最小主应力云图.(a)20s:(b)30us:(c)40us:(d)60s:(e)80us:(f)120us Fig.5 Minimum principal stress under load H-3:(a)20 us;(b)30 us;(c)40 us;(d)60 us;(e)80 us;(f)120 us由于荷载瞬间增大，在炮孔周围形成许多径 向短裂纹（20 μs）. 随荷载持续施加，受岩石材料不 均匀特性影响，这些径向短裂纹在拉应力作用下 向软弱介质处发展，逐渐形成几条主裂纹（40 μs）. 应力波由炮孔周边不断向深处传播，在 30 μs 时传 播到预制裂纹，由于预制裂纹阻断了应力波向前 传播，炮孔下方与预制裂纹之间形成应力集中区， 压缩应力波继续向左右方向传播，在左右两侧形 成两条八字形的裂纹. 在 30 μs 时，炮孔周边还未 45 H-1 H-2 H-3 H-4 H-5 H-6 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 20 Time/μs Stress/MPa 40 60 80 100 120 (a) F-7 F-8 F-9 F-10 F-11 F-12 (b) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 20 Time/μs Stress/MPa 40 60 80 100 120 S-13 S-14 S-15 S-16 S-17 (c) 0 30 25 20 15 10 5 0 20 Time/μs Stress/MPa 40 60 80 100 120 N-23 N-24 N-25 N-26 N-27 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 (e) Time/μs Stress/MPa X-18 X-19 X-20 X-21 X-22 (d) 0 30 25 20 15 10 5 0 20 Time/μs Stress/MPa 40 60 80 100 120 图 3    荷载示意图. （a）H-1～H-6；（b）F-7～F-12；（c）S-13～S-17；（d）X-18～X-22；（e）N-23～N-27 Fig.3    Loads diagram: (a) H-1–H-6; (b) F-7–F-12; (c) S-13–S-17; (d) X-18–X-22; (e) N-23–N-27 1 2 3 4 5 Right wing crack (a) (b) 图 4    物理试验与数值模拟结果对比图. （a）物理试验；（b）数值模拟 Fig.4     Comparison  of  (a)  physical  experiment  and  (b)  numerical simulation (a) (b) (c) (d) (e) (f) 图 5    荷载 H-3 作用下模型最小主应力云图. （a）20 μs；（b）30 μs；（c）40 μs；（d）60 μs；（e）80 μs；（f）120 μs Fig.5    Minimum principal stress under load H-3: (a) 20 μs; (b) 30 μs; (c) 40 μs; (d) 60 μs; (e) 80 μs; (f) 120 μs · 4 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期