• 书名：爆炸应力波与爆生气体对裂纹的作用机理

ISBN：978-7-5024-9854-2

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

• 定价：69

• 作者：邱鹏

• 出版时间：

内容简介

爆炸致裂过程中，两类爆生产物：爆炸应力波和爆生气体，共同作用于爆炸裂纹，产生复杂的矿山岩石爆破效果。岩石的不透明性、爆破的瞬态性和测试手段的局限性，导致现场爆破不易定量分析，依赖爆破作业人员经验。因此，作者采用理论和实验相结合的方法，通过爆破光测力学实验和高速摄影技术，阐述了：（1）垂直入射爆炸应力波对裂纹的作用机理；（2）斜入射爆炸应力波对裂纹的作用机理；（3）爆炸应力波和爆生气体对裂纹作用机理的对比。以期丰富爆炸断裂力学理论，提升爆破作业人员、高校科研人员对爆破致裂机理的认识，为矿山精细化爆破提供理论依据。

前言概述

长期以来，爆破广泛应用于人类改造自然的活动中，如岩体隧道开挖、矿山建设与开发、非常规油气资源储层改造等，逐渐发展成一种经济、有效的致裂改造手段。爆炸致裂过程中，爆生裂纹主要受爆炸应力波和爆生气体的共同作用，产生复杂的裂尖应力分布和裂纹扩展行为，最终影响着爆炸致裂效果。然而，由于岩石的不透明性、爆破的瞬态性、现场测试手段的局限性，目前爆破设计常依赖于经验，理论研究滞后于生产实践。

本书部分内容是作者博士后期间的工作总结，全书以“透明显示、高速摄影、定量表征”的思路，采用爆破光测力学方法，将爆炸致裂过程可视化，定量分析了爆炸应力波及其反射波、爆生气体对爆炸裂纹的作用机理。各章内容分别为国内外研究现状，垂直入射爆炸应力波对裂纹的作用机理，斜入射爆炸应力波对裂纹的作用机理，爆炸应力波和爆生气体对I型裂纹作用机理，及爆炸反射P波对I-II复合型裂纹的作用机理。本书可供爆破领域的科研工作者、现场技术人员参考，也可供采矿工程专业及相关专业的师生阅读。

目录

1 绪论

1.1概述

1.2国内外研究现状

1.2.1 爆破光测力学方法

1.2.2 爆炸应力波和爆生气体对裂纹的作用机理

1.2.3 裂纹尖端应力场分布特征

2 垂直入射爆炸应力波对裂纹作用机理

2.1 引言

2.2 经典和改进的焦散线理论

2.2.1 经典焦散线理论

2.2.2 改进的焦散线理论

2.3 垂直入射爆炸应力波与裂纹作用实验

2.3.1 实验试件

2.3.2 实验系统

2.3.3 爆破后试件

2.3.4 高速相机拍摄的焦散斑图像

2.3.5 裂纹尖端位置和扩展路径

2.3.6 裂纹速度、应力强度因子，以及两者之间的关系

2.4 讨论

2.4.1 P波、S波的辨别

2.4.2 复合型焦散斑测量存在的问题

2.5 本章小节

3 斜入射爆炸应力波对裂纹作用机理

3.1 引言

3.2 斜入射爆炸应力波与裂纹作用实验

3.2.1 实验试件

3.2.2 实验系统

3.2.3 实验结果分析

3.3 经典复合型焦散斑测量准则存在的问题

3.4 改进的畸变复合型焦散斑测量准则理论推导

3.4.1 复合型裂纹产生的光线偏转

3.4.2 爆炸P波产生的光线偏转

3.4.3 光线偏转矢量叠加

3.4.4 光线映射方程的简化

3.4.5 迭代算法求解w和z0f

3.5 验证畸变复合型焦散斑模型

3.5.1 P波压缩项作用情况验证

3.5.2 P波拉伸项作用情况验证

3.5.3 裂纹应力强度因子

3.5.4 裂纹扩展速度

3.6 讨论

3.6.1 改进的畸变复合型焦散斑模型背后的力学机理

3.6.2 裂纹扩展方向的思考

3.6.3 不足及将来计划

3.7 附：试件10中P波压缩和拉伸项作用情况

3.8 本章小结

4 爆生气体和反射波对裂纹作用机理

4.1 引言

4.2 爆生气体和反射波与裂纹作用实验

4.2.1 裂纹、爆生气体、爆炸应力波的同时可视化

4.2.2 实验试件

4.2.3 实验系统

4.2.4 实验结果分析

4.2.5 实验数据的选取

4.2.6 焦散斑几何形状变化

4.3 不同焦散斑形状对应的应力强度因子(SIFs)测量

4.3.1 经典圆形焦散斑计算

4.3.2 畸变椭圆形焦散斑计算

4.3.3 爆炸裂纹尖端SIFs变化规律

4.4 爆生气体和反射波作用下裂纹面特征

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.1.1 垂直入射爆炸应力波对裂纹的作用机理

5.1.2 斜入射爆炸应力波对裂纹作用机理

5.1.3 爆生气体和反射波对裂纹作用机理

5.2 创新点

5.3 不足之处

参考文献