切槽炮孔与圆形炮孔的应力分布

1. 圆形炮孔孔间应力分布[82]

文献[81]根据试验及工程实践，提出孔间距一般为15～20 倍孔径，孔深在0.8 m 以上。因此，单个炮孔符合厚壁圆筒的假设，而且不考虑裂纹系的影响。按弹性力学理论，孔内压力Pkb控制裂纹发展，并只考虑拉应力的分布，则孔间连线C 点处的拉应力为：

式中： rd—— 炮孔卷直径；

dk—— 孔间距；

Pk—— 孔内压力；

r—— 为孔心连线C 点到A 孔中心的距离。圆孔孔间拉应力的分布如图14-16，孔间拉应力的计算值如表14-2。

图14-16　圆孔孔间拉应力分布（谭卓英）

2. 槽孔孔间应力分布[86]

切槽炮孔爆破后，在切口尖端出现裂纹，其应力表现出奇异性。因岩石为脆性材料，为低能准静态爆破，裂纹前缘为小范围屈服或非塑性屈服，因此，属于线弹性断裂力学范围。此时，采用断裂力学中Ⅰ型裂纹的解答：

式中：T 为切槽尖端到裂纹前缘区域任意一点的半径；KId为Ⅰ型半边裂纹的动载应力强度因子。(www.xing528.com)

在两孔连线上，θ = 0，式（14-6）变为

考虑到两孔间的相互作用，其应力为

槽孔孔间拉应力分布如图14-17，孔间连线上拉应力的计算值如表14-2。

图14-17　槽孔孔间连线间的拉应力分布（谭卓英）

表14-2　孔间拉应力的计算值[14]

*取dk=17 Td。

3. 结果分析

（1）从图14-16 可知，圆孔爆破时，若不考虑相邻孔间的相互影响（当其中一孔为导裂孔，不装药时），装药孔孔壁上的拉应力是孔间中心点的72 倍，考虑相邻孔的相互作用（两孔同时装药）时，两孔孔壁上拉应力是孔间中点的36 倍。

（2）以图14-13 可知，槽孔爆破时，若不考虑相邻孔的相互影响，则离槽孔尖点T =Td处的应力仅为两孔中点的2.7 倍；考虑相邻孔的相互作用时，则离槽口点T =Td的应力为两孔中点的1.7 倍。