爆炸载荷下缺陷介质裂纹扩展的动态焦散试验研究

爆炸载荷下缺陷介质裂纹扩展的动焦散试验是一篇深入探讨在爆炸条件下，特别是在含预置缺陷的岩体材料中，裂纹如何随爆炸力作用而发展的研究。该研究采用了动态焦散线测试系统，这是一种专门用于探测和分析材料在极端条件下的裂纹行为的实验方法。试验对象是PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，一种常用的模拟岩体的有机玻璃）模型，通过模拟实际爆破过程中的裂纹扩展情况。 在实验中，当炮孔爆炸时，与预制裂隙共线的区域表现出显著的动态特性。爆炸载荷引发了裂纹的产生，形成了两条主要的翼裂纹A和B，其中翼裂纹A的长度明显大于翼裂纹B，这反映了爆炸力对不同位置裂纹扩展的影响。裂纹的扩展并非匀速进行，而是呈现出快速增加、减少，再增加、再减少的周期性振荡，这揭示了裂纹扩展过程中复杂动力学行为。 此外，研究还关注了裂纹扩展的加速度，它表现出不断加速和减速的交替变化，这与裂纹路径的复杂性和不稳定性的增长相吻合。对于翼裂纹尖端的应力强度，动态应力强度因子KdI达到了最大值1.3 MN/m³/2，这个数值反映了在爆炸载荷下的极端应力状态。值得注意的是，KdI在整个过程中一直大于KdII，这可能意味着在不同阶段，不同位置的裂纹承受的应力强度有所不同。 这项研究的结果对于理解爆炸工程、岩体稳定性以及材料失效机理具有重要意义，特别是在地下采矿和地质灾害防护等领域，能够提供关于如何有效预防和控制裂纹扩展，提高结构安全性的重要数据和理论依据。因此，动态焦散线测试作为一种实用工具，对于评估和优化工程材料在爆炸环境下的性能至关重要。