湖山铀矿钙结砾岩的爆破损伤断裂过程与机理

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单位中广核铀业发展有限公司;北京北矿亿博科技有限责任公司;北京科技大学资源与安全工程学院;
来源爆炸与冲击
出版年2025
期号10
摘要
为研究爆破作用下钙结砾岩的破坏规律,基于损伤断裂力学理论揭示了钙结砾岩爆破损伤断裂过程与机理,采用LS-DYNA软件和Fortran编程建立了包括填隙物、砾石和界面过渡区(interfacial transition zone,ITZ)的细观数值模型,分析了钙结砾岩爆炸应力波传播规律及损伤特征。钙结砾岩爆破损伤断裂过程可分为4个阶段,即砾石和填隙物均发生压缩破坏;砾石发生拉伸破坏,填隙物发生压缩破坏;砾石和填隙物均发生拉伸破坏;砾石和填隙物交接面发生拉伸破坏。数值模拟结果表明:砾石在爆破荷载作用下表征出更高的等效应力,填隙物等效应力最小,ITZ处出现明显的应力集中现象,随着距离的增大,砾石与填隙物承受的应力差距减小。砾石的损伤较小,存在损伤“绕石”现象,填隙物的损伤较大。钙结砾岩爆破裂纹的扩展形式以沿着应力波的传播方向优先选择物理力学性能较低的填隙物以及交接面进行发育为主,对于砾石的破坏较弱。爆破块度主要表现为填隙物包裹砾石,爆破块度分布受交接面的黏结力、砾石分布的影响。

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