摘要: 爆炸荷载作用下宏观孔隙岩体中应力波的衰减规律、动力损伤演化机理和裂纹扩展过程一直是岩体工程中热点研究问题。本文以宏观孔隙岩体的动态损伤演化及其裂纹扩展为研究主线，利用蒙特卡罗方法进行孔隙随机投放并生成宏观孔隙模型，依据键型近场动力... 展开 爆炸荷载作用下宏观孔隙岩体中应力波的衰减规律、动力损伤演化机理和裂纹扩展过程一直是岩体工程中热点研究问题。本文以宏观孔隙岩体的动态损伤演化及其裂纹扩展为研究主线，利用蒙特卡罗方法进行孔隙随机投放并生成宏观孔隙模型，依据键型近场动力学以及Fortran编程实现数值计算;采用理论分析、实验和数值模拟相结合的研究方法;对宏观孔隙岩石损伤演化与破裂过程进行了模拟与研究分析，主要完成如下工作: 对孔隙试件进行单轴压缩试验并结合数值模拟，依据实验数据和PD数值模拟结果，明确了宏观孔隙率对宏观孔隙岩石材料力学性能的影响显著，随着宏观孔隙率的增加，试样的密度、抗压强度、弹性模量以及纵波波速不断降低;同时，孔隙粒径的大小对岩体的力学性能也有显著影响。为探究动态荷载作用下宏观孔隙岩石的裂纹萌发与扩展扩展规律，开发有关键型近场动力学数值计算程序，以此计算爆炸荷载作用下宏观孔隙岩石损伤分布。 研究了钻孔爆破下孔隙岩体的动态损伤及裂纹扩展，PD数值模拟与实验均表明:合理的孔隙粒径与宏观孔隙率确保介质强度的同时有助于消耗爆炸能量，降低了应力波在介质中的进一步破坏作用，控制主裂缝数量与长度。 在岩土轮廓爆破工程中，需要准确控制爆破主裂纹的萌发及扩展，获得完整的断裂剖面并保证岩体的稳定;本文基于PD理论数值模拟并结合相关试验，分析了多孔爆破、预制裂隙倾角、宏观孔隙等因素对裂纹起裂角、裂纹扩展长度的影响，结论表明:在单孔爆破中，当入射角θ小于75°，裂隙尖端衍生的翼型裂纹起裂角随着入射角θ的增大而增大。在双孔爆破中，当预制裂隙倾角小于90°，随着预制裂隙倾角的增大，爆生主裂纹向预制裂隙扩展趋向平行于两炮孔连线，能得到平整的光滑轮廓面。当宏观孔隙率与预制裂隙同时对裂纹扩展起作用时，宏观孔隙率对裂纹扩展起到决定作用。 收起