断续节理介质爆生裂纹扩展的动焦散实验研究.pdf

第3 7 卷第4 期中国矿业大学学报 V 0 1 ．3 7N o ．4 2 0 0 8 年7 月 J o u m a lo fc h i n au n i v e r s i t yo fM i n i n g T e c h n o l o g yJ u l ．2 0 0 8 断续节理介质爆生裂纹扩展的动焦散实验研究 杨仁树，岳中文，董聚才，桂良玉，肖同社 中国矿业大学力学与建筑工程学院，北京1 0 0 0 8 3 摘要应用动态焦散线测试系统，模拟断续节理岩体断裂爆破过程，进行了有机玻璃 P M M A 模 型透射式动态焦散线实验，研究了无充填和充填断续节理对切缝药包断裂控制爆破裂纹扩展规 律的影响和裂纹扩展的机理．结果表明切缝药包爆炸应力波到达无充填断续节理面后，在节理 的两端产生了两条翼裂纹，翼裂纹基本沿原爆生裂纹方向继续扩展，最长达2 ．5c m ，翼裂纹尖端 复合应力强度因子呈由小变大再变小连续波动变化的趋势，裂纹扩展速度和加速度变化趋势与 应力强度因子变化类似；爆炸应力波到达充填断续节理面后，同样在节理两端产生了两条翼裂 纹，翼裂纹向两侧偏移很大，翼裂纹最长达4c m ，翼裂纹尖端应力强度因子K { 呈由小变大再变 小连续波动变化的趋势，动态应力强度因子K ％则呈由大变小连续振荡变化的趋势，而且翼裂纹 扩展过程中具有起裂时间早、裂纹扩展速度和加速度峰值大的特征． 关键词断续节理介质；断裂控制爆破；裂纹扩展规律；动态焦散线；应力强度因子 中图分类号03 4 6 ．1文献标识码A文章编号1 0 0 0 一1 9 6 4 2 0 0 8 0 4 0 4 6 7 一0 6 D y n a m i cC a u s t i c sE x p e r i m e n to fB l a s t i n gC r a c kP r o p a g a t i o n i nD i s c o n t i n u o u sJo i n t e dM a t e r i a l Y A N GR e n _ s h u ，Y U EZ h o n g w e n ，D O N GJu c a i ， G U IL i a n g y u ，X I A 0T o n g s h e S c h o o lo fM e c h a n i c s C i v i lE n g i n e e r i n g ，C h i n aU n i v e r s j t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g y ，B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t AP M M A p o l y m e t h y lm e t h a c r y l a t e m o d e lo fat r a n s m i s s i o n t y p ee x p e r i m e n tw i t h d y n a m i cc a u s t i cw a sc a r r i e do u tw i t had y n a m i cc a u s t i p t e s ts y s t e mt os i m u l a t et h eb l a s t i n g p r o c e s so fr o c kw i t hd i s c o n t i n u o u sj o i n t s ． T h ec r a c kp r o p a g a t i o nm e c h a n i s ma n de f f e c to ff 订l e d a n du n f i l l e dd i s c o n t i n u o u sj o i n t s ，g i v e nt h er u l e so fc r a c kp r o p a g a t i o no fc u t t i n gs e a mc a r t r i d g e f r a c t u r e s ，w e r es t u d i e du n d e rc o n t r o l l e db l a s t i n g ． 0 u re x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt w o w i n gc r a c k sa p p e a r e da tb o t he n d so ft h ej o i n t sa f t e rt h ee x p l o s i v es t r e s sw a v er e a c h e dt h eu n f 订l e dd i s c o n t i n u o u sj o i n tp l a n e ．W i n gc r a c k sg e n e r a U ye x p a n da l o n gt h ei n i t i a ld e t o n a t i o n c r a c k ．1 讪el o n g e s tw i n gc r a c kw a s2 ．5c m ． T h em i x e d m o d es t r e s si n t e n s i t yf a c t o ra tt h et i p s o ft h ew i n gc r a c k sc h a n g e df r o ms m a l lt o1 a r g e ．T h ec h a n g ei nc r a c ks p e e da n da c c e l e r a t i o ni s s i m i l a rt ot h a to ft h es t r e s si n t e n s i t yf a c t o r ．T w ow i n gc r a c k sa p p e a r e da tb o t he n d so ft h ej o i n t a f t e rt h ee x p l o s i v es t r e s sw a v er e a c h e dt h ef i l l e dd i s c o n t i n u o u sj o i n tp l a n e ．W i n gc r a c k sareo f f s e tm u c ht ob o t hs i d e s ．T h el o n g e s tw i n gc r a c ki s4c m ．T h es t r e s si n t e n s i t yf a c t o r ，a tt h et i p s o ft h ew i n gc r a c k sc o n t i n u o u s l yf l u c t u a t e sf r o ms m a l lt o1 a r g ew h i l et h ed y n a m i cs t r e s si n t e n s i t yf a c t o rc o n t i n u o u s l yf l u c t u a t e sf r o ml a r g et os m a l l ．W i n gc r a c k sa p p e a r e da ta ne a r l ys t a g e ， 收稿日期2 0 0 7 一0 7 一0 4 基金项目国家高技术研究发展计划 8 6 3 项目 2 0 0 7 A A 0 6 2 1 3 1 I 国家自然科学基金项目 5 0 7 7 4 0 8 6 ；北京市教育委员会科技发展计 划面J 项目 K M 2 0 0 7 0 0 0 0 3 0 0 3 作者简介杨彳- 树 1 9 6 3 一 ，男，安徽省和县人。教授，博士生导师，工学博士，从事岩土工程方面的研究． B m n z w y u e 7 5 1 6 3 ．c o mT e l 1 3 8 1 0 2 2 1 7 5 5 万方数据 4 6 8中国矿业大学学报第3 7 卷 w i t hal a r g ep r o p a g a t i o ns p e e da n da c c e l e r a t i o n ． 1 e yw o r d s d i s c o n t i n u o u sj o i n t e dm a t e r i a l ；f r a c t u r ec o n t r o l l e db l a s t i n g ；c r a c kp r o p a g a t i o nr e g u l a r i t y ；d y n a m i cc a u s t i c s ；s t r e s si n t e n s i t yf a c t o r 断续节理岩体是工程中最常见的一类复杂岩 体．对岩石进行爆破时，大量的断续节理对应力波 的传播有很大的影响，所以，研究节理面对爆生裂 纹扩展的影响，探索爆生裂纹在节理岩体中扩展的 一般规律是非常重要的研究课题．焦散线法为动态 断裂力学研究提供了一种有效的实验方法．它不仅 具有较高的测量精度，设备简单，更重要的是只测 量一个几何长度焦散斑直径，就可以确定裂纹 尖端的应力强度信息．因此，常被用来确定扩展裂 纹尖端动态应力强度因子随载荷和时间的变化规 律．文献[ 1 3 ] 在这方面进行了大量的试验研究，得 到了满意的结果．文献[ 4 ] 首次建立爆炸载荷动态 焦散线测试系统，研究了切槽孔和切缝药包爆破时 裂纹扩展的一般规律，定量分析了裂纹定向扩展过 程中裂纹尖端应力强度因子的变化．此后，文献[ 5 ] 将高速摄影技术与动态焦散线方法相结合，研究了 爆炸应力波对裂纹、空孔的动态焦散斑图，给出了 爆炸应力场中裂纹尖端复合应力强度因子的时间 依赖关系以及空孑L 周围应力场分布的瞬态变化过 程．文献[ 6 ] 又利用爆炸载荷动态焦散线测试系统 研究了含人工层理介质爆生裂纹扩展机理。文献 [ 7 ] 研究了爆炸初始裂纹与节理面不同夹角的情况 下，裂纹尖端动态应力强度因子和裂纹扩展速度的 变化规律．本文应用动态焦散线测试系统，建立节 理岩体爆破实验模型，研究了定向断裂控制爆破初 始裂纹在无充填断续节理和充填断续节理两种不 同的情况下，裂纹扩展的规律和裂纹尖端应力强度 因子的变化．这些研究可为含断续节理岩体的定向 断裂控制爆破参数的设计提供理论指导． 1 实验过程及测试原理 1 ．1 实验过程 实验中使用的试件材料为有机玻璃，规格3 5 0 m m 3 5 0m m 6m m ，它有较高的焦散光学常数 c ，并且光学各向同性，所以产生单焦散曲线，有利 于对焦散图像的分析，提高分析结果的精度．有机 玻璃试件的动态力学参数是c 。一23 2 0m ／s ，c 。一 12 6 0m ／s ，E d 一6 ．1G P a ，妇一O ．3 1 ，Ic 。I O ．8 5 1 0 - 1 0m 2 ／N ．为了研究爆炸初始裂纹与无充填节理 的相互作用，用激光切割预制一个贯穿整个板厚的 断续节理，其长度为7c m ，宽度为2m m ．为了研究 爆炸初始裂纹与充填断续节理的相互作用，充填节 理的制作规格同无充填断续节理相同，不同的是节 理内充填了胶泥材料． 炮孔中装药并插上起爆和同步信号探针，将试 件固定在加载架上，炮孔两侧用铁夹夹紧，胶片装 入相机暗盒内，并将暗盒在机架上固定好．设置延 迟和控制器幅间隔，延迟时间为1 0 0 弘s ，由于炸药 爆炸时能量释放是在极短时间内完成，所以幅间间 隔时间较小，一般在1 ～3 0 弘s ．用来实现爆炸加载 的炸药为叠氮化铅，炮孑L 直径为8m m ，药量为1 2 0 m g ，药包外壳为双切缝管，切缝垂直对准预制节 理，炮孔肇距节理面2 ．5c m ． 1 ．2测试原理 通过准确测量裂纹尖端焦散斑的位置可得到 裂纹尖端位置，以便确定不同瞬时的裂纹长度．为 了减少数据误差，采用多项式近似拟合裂纹扩展长 度z 与时间￡的变化关系，并以适当增加取值改进 精度．将裂纹的扩展位移拟合成时间的7 次多项 式L 8 J ，即 z ￡ 一∑∥， 1 式中z i 为系数，利用最小二乘法原理求出． 因此，裂纹扩展的速度口和加速度口可由拟合 曲线z ￡ 的时间导数得到 v Z ￡ ， 2 口 Z ￡ ． 3 爆炸应力场中爆炸压力脉冲主要以膨胀波与 剪切波两种体波形式传播J ．由于两种波的共同作 用，在介质中任意一点产生正应力和切应力，即爆 炸应力场呈现复合型，因而介质中的裂纹可视为复 合型裂纹．对于动态焦散线测试方法，由其测试原 理，可将裂纹尖端的复合应力强度因子表示为 K { 驴‰D 黧， 4 K { l 腾{ ， 5 式中D 。。，D 。i 。为复合型裂纹尖端焦散斑最大、最 小直径 见图l 所示 ；z 。为参考平面到物体平面的 距离；c 为材料的应力光学常数；d 。“为试件的有效 厚度，对于透明材料透射时，板的有效厚度即为板 的实际厚度，对于非透明材料，板的有效厚度即为 板厚度的1 ／2 ；． 【。为光学系统的放大倍数；卢为应力 万方数据 第4 期杨仁树等断续节理介质爆生裂纹扩展的动焦散实验研究 4 6 9 强度因子比例系数，p 由文献[ 9 ] 关于卢与 D 。，一 D 。。。 ／D 。。之问的曲线关系求得；g 为应力强度因 子数值系数，g 由文献[ 1 0 ] 确定；K 1 ，K 名为动态载 荷作用下，复合型扩展裂纹尖端的I 型、Ⅱ型应力 强度因子． ‘， ／，0 ． Ih ⋯⋯一 ‘| ＼ ．碡 图1 焦散曲线 F i g ．1 C u r v eo fc a u s t i c s 的．图3 分别表示的是无充填与充填节理介质翼裂 纹尖端单独放大的焦散斑，从焦散斑图像形状可以 看出焦散线为复合型的，显示了爆炸应力场为复合 型应力场． 图2 无允填与充填节理介质裂纹扩展比较 F i g ．2 C r a c kp r o p a g a t i o nc o m p a r i s o no f n o n 一“1 1 e dj o i n ta n d “1 I e dj o i n t 2 实验结果与分析 2 ．1 无充填断续节理对裂纹扩展规律的影响 图2 a 表示无充填断续节理裂纹扩展轨迹，很 直观的看到切缝药包爆炸后垂直节理面产生一条 初始裂纹，快接近节理面的地方分叉成4 条裂纹， 图3 无充填与充填节理介质裂纹尖端放大焦散斑 裂纹并没有穿透节理，而是在节理两端产生了2 条 F i g ．3 c r a 。kt i p 。m p l 吲n g 。。u 。t i 。。o f 翼裂纹，最长达2 ．5c m ．2 条翼裂纹弯曲扩展和初 n o n f i l l e d j o i n ta n df i l l e d j o i n t 始裂纹基本同方向，2 条翼裂纹的扩展基本是对称 图4 为无充填断续节理翼裂纹尖端动态焦散 斑系列l 冬1 像． 图4 动态焦散斑系列图像 无充填 F i g ．4S e r i a l g r a mo fd y n a m i c a lc a u s I i c s n o n - f i l l e dj o i n t 从图4 中可以看到，在炸药爆炸后1 0 肛s 左 右，应力波到达节理面，应力波形发生变化，应力波 条纹在节理背面明显减弱，并出现紊乱现象．在2 5 肛s 左右时节理两端出现复合型裂纹的焦散斑；节 理两端焦散斑直径随着时间变化较为明显，2 2 1 弘s 时焦散斑直径比1 3 1p s 时焦散斑直径小得多．这 些现象产生的机理是爆炸应力波在遇到节理自由 面后发生反射，反射波场性质与多种因素有关，在 一定条件下易造成节理面拉伸破坏[ 1 1 | ，所以应力 波发生衰减，节理后面看不到明显的应力波波峰； 在节理两端产生波的绕射，波的叠加作用产生应力 集中，致使翼裂纹产生．炸药起爆后，产生了膨胀波 P 波 与剪切波 S 波 ，在传播过程中，它们相互 分离，独立传播．平面问题中P 波以爆源为中心向 外传播，以切缝方向最强，而S 波在传播过程中波 型较为紊乱，它们在节理两端的绕射、散射，导致裂 节理两端的应力状态十分复杂．当爆炸载荷作用 1 0 肛s 左右时，P 波开始与节理作用，表现为切缝药 万方数据 4 7 0中国矿业大学学报第3 7 卷 包爆炸产生的定向初始裂纹贯穿节理面．随着爆炸 应力波在节理两端的散射，预制节理两端的应力状 态不断发生变化，其应力集中程度也随之而发生增 强或减弱，主要表现为节理两端的焦散斑形状和面 积的变化，节理两端的应力场变化呈现振荡性． 翼裂纹A 表示节理面左端翼裂纹，翼裂纹B 表示节理面右端翼裂纹．无充填断续节理翼裂纹B 扩展速度和扩展加速度随时间变化曲线如图5 所 示．从图5 中可以看到裂纹扩展的过程中速度变化 出现振荡现象，节理尖端在7 1p s 时起裂，翼裂纹 扩展速度瞬问达到峰值2 8 8m ／s ，随后裂纹扩展速 度逐渐下降，在1 6 5p s 时重新出现递增的趋势．在 翼裂纹起裂、扩展过程中，扩展加速度也存在着加 速与减速的过程，同样加速与减速的运动状态不均 匀的交替变化．在翼裂纹未起裂前，加速度为零，裂 纹一旦起裂，翼裂纹扩展加速度瞬间达到最大值 。7 ．9 2M m ／s 2 ，此时裂纹扩展速度还未达到最大值． 加速度开始降低后一段时间，裂纹扩展速度达到最 f ／u 8 图5 翼裂纹B 扩展速度秒和加速度口 的变化曲线 无充填 F i g ．5 V a r i a t i o no fp r o p a g a “n gv e l o c i t ya n d a c c e l e r a t i o nf o rw i n gc r a c kB n o n f i l l e dj o i n t 由式 4 ， 5 ，再利用基于多点非线性最小二 乘法的改进方法得到爆炸应力场中节理两端翼裂 纹复合应力强度因子K { 和K { I 的解L 12 | ．图6 是无 充填断续节理两端翼裂纹扩展时应力强度因子的 变化规律．从图6 可以看到无充填节理两端翼裂纹 A 和翼裂纹B 裂纹尖端动态应力强度因子的变化 趋势基本相似，呈逐渐增大到逐渐减小连续振荡变 化的趋势．由于无充填节理面的反射作用，消耗了 大量的能量，节理两端在2 5 肛s 时才出现焦散斑， 翼裂纹动态应力强度因子随之才能算出．翼裂纹A 的动态应力强度因子K 刚开始低于K { ，在4 0p s 时超过K { 并逐渐增大至1 ．1 7M N ／m “2 ，然后下 降，在l o o 肛s 时再次低于K { ，说明在此阶段爆炸 应力波与裂纹尖端相互作用中，剪切波的作用是主 要的．从1 0 0p s 以后，动态应力强度因子K { 一直 高过K ％并于1 3 1p s 时出现峰值1 ．1 9M N ／m 3 胆， 说明在此阶段爆炸应力波与裂纹尖端相互作用中， 膨胀波的作用是主要的；而翼裂纹B 动态应力强 度因子K 名曲线从2 5 弘s 至9 1 肛s 逐渐上升，其后 总体是下降趋势，动态应力强度因子K { 曲线从2 5 弘s 至1 3 1 弘s 间逐渐上升，在1 3 1p s 时达到峰值． 无充填断续节理两端翼裂纹尖端复合应力强度因 子随时问变化的曲线也反映了预制节理两端在爆 炸冲击波的作用下能量积累和裂纹开裂、扩展的过 程爆炸冲击波传播到预制节理面时发生反射，消 耗大量能量，并在节理两端出现应力集中现象，能 量逐渐积累，动态应力强度因子不断增大，能量积 累到一定程度后，节理两端开始开裂，这时应力强 度因子开始下降，随着爆炸应力波的衰减，驱动裂 纹扩展能量逐渐减弱，裂纹尖端的应力强度因子逐 渐减小．将翼裂纹尖端动态应力强度因子变化曲线 与翼裂纹扩展速度和加速度变化曲线相比较发现， 动态应力强度因子与裂纹扩展速度、加速度之间存 在着相互依赖的关系，因此，把动态应力强度因子 作为衡量材料断裂的一个重要参数可以反映裂纹 起裂、扩展和止裂的全过程． f 拿 堇 享 k f ／u s b 翼裂纹B 图6 应力强度因子一时间曲线 无充填 F i g ．6 C u r v eo fS l Fv s ．t i m e n o n f - l l e dj o i n t 2 ．2充填断续节理对裂纹扩展规律的影响 图2 b 表示充填断续节理裂纹扩展的轨迹，由 图2 b 可以清楚的看到定向断裂控制爆破后，沿切 缝垂直节理面产生了两条平行裂纹，裂纹表面比较 光滑，裂纹也没有穿透节理面，也是在充填节理两 端产生了两条翼裂纹．充填节理两端翼裂纹的扩展 轨迹与无充填节理两端翼裂纹的扩展轨迹相比较 明显不同一是两条翼裂纹长度明显比无充填断续 节理的两条翼裂纹要长，最长达4c m ；二是两条翼 裂纹比无充填断续节理的两条翼裂纹向两侧偏移 量要大．图7 所示焦散线图像可以看到充填断续节 理对应力波波形的发展变化影响不大，波形仍基本 按原形传播，说明应力波在充填节理处主要发生了 透射，只有少部分发生了反射．切缝药包爆炸后1 6 弘s 时在充填节理的两端产生了焦散斑，随着时间 的发展焦散斑直径逐渐变小，焦散斑直径变小的速 度明显比无充填节理的焦散斑直径变化要快． 充填断续节理介质中，传播到节理面的爆炸应 力波因充填节理介质而变得十分复杂，将同时出现 绺强赢簸 万方数据 第4 期杨仁树等断续节理介质爆生裂纹扩展的动焦散实验研究 4 7 1 应力波透射、反射和折射，进而影响节理尖端处应 力波的传播⋯] ．同时节理尖端产生的绕射波现象， 波的叠加作用产生应力集中，致使翼裂纹产生．最 终结果表现为裂纹扩展的轨迹、焦散斑直径的变化 和无充填断续节理时有很大的区别． 图7 动态焦散斑系列图像 充填 F i g ．7S e r i a l g r a mo fd y n a m i c a lc a u s t i c s f i l l e dj o i n t 充填断续节理翼裂纹B 扩展速度和扩展加速 度随时问变化曲线如图8 所示．从图8 中可以看到 裂纹扩展过程中速度、加速度变化也出现振荡现 象，裂纹在1 6p s 时起裂，速度在3 1p s 时出现峰值 6 6 8m ／s ，加速度峰值高达4 4M m ／s 2 ．同图5 所示 无充填断续节理翼裂纹B 扩展速度和扩展加速度 变化曲线比较，显然充填断续节理翼裂纹B 起裂 时问早，速度和加速度峰值均大于无充填断续节理 翼裂纹B 扩展速度和扩展加速度．这些现象也表 明应力波经过无充填断续节理面时能量的损失比 经过充填断续节理面时大，充填断续节理尖端应力 集中，能量积累多． 产 ’≯ g 鼍 充填断续节理两端翼裂纹尖端动态应力强度 因子的变化趋势和无充填断续节理两端翼裂纹尖 端动态应力强度因子的变化趋势有明显的不同 见 图9 ，动态应力强度因子K 盅基本上是由大到小并 连续振荡变化，动态应力强度因子K { 呈从小到大 再逐渐减小并连续波动变化的趋势；动态应力强度 因子K ％初始值远高于K { ．翼裂纹A 动态应力强 度因子K ％在1 6p s 时高达1 ．9 3M N ／m 3 ／2 ，随着时 间的发展动态应力强度因子K 名快速下降，动态应 力强度因子K { 由小变大再变小并连续振荡变化， 在3 1 弘s 时达到峰值1 ．5 4M N ／m 3 门，在3 0p s 后基 本一直大于K 名；翼裂纹B 动态应力强度因子K ％ 在1 6 弘s 时也高达1 ．7 5M N ／m 3 佗，K { 在7 6p s 时 峰值为1 ．6 2M N ／m “2 ，翼裂纹B 动态应力强度因 子总体变化趋势和翼裂纹A 大致相同．复合型裂 纹尖端应力强度因子的时间依赖性显示了爆炸应 力波与裂尖相互作用的变化规律，表征裂纹尖端复 合应力状态的强弱变化．一旦P 波与裂尖开始作 用，裂尖的应力强度因子就产生了．随着爆炸应力 波的作用，K { 与K { I 均出现波动变化并且在波动 变化过程中，初始阶段K ％高于K { ，说明在爆炸应 力波与裂纹尖端相互作用中，剪切波的作用是主要 的，3 0 弘s 以后K { 基本一直高于K 告，说明在此阶 段，爆炸应力波与裂纹尖端相互作用中，膨胀波的 作用是主要的． f 拿 重 享 诧 i 歉≤‰ l { U sf f U s a 翼裂纹A b 翼裂纹B 图9 应力强度因子一时间曲线 充填 F i g ．9 C u r v eo fS I Fv s ．t i m e f i l l e dj o i n t 3 结论 利用动焦散方法对无填充断续节理和充填断 续节理介质中定向断裂控制爆破裂纹扩展规律的 万方数据 4 7 2 中国矿业大学学报第3 7 卷 研究，从裂纹扩展模式、裂纹尖端动态应力强度因 子变化规律、裂纹扩展速度、裂纹扩展加速度及裂 纹扩展机理分析中可以得到 1 切缝药包爆炸应力波到达无充填断续节理 面后，爆生裂纹并没有穿过节理面而是在节理的两 端产生了两条翼裂纹，翼裂纹基本沿原爆生裂纹方 向继续扩展，最长达2 ．5c m ，翼裂纹尖端的动态强 度因子呈由小变大再变小连续波动变化的趋势，裂 纹扩展速度和加速度与动态应力强度因子之间存 在着相互依赖的关系； 2 爆炸应力波到达充填断续节理面后同样在 节理两端产生了两条翼裂纹，翼裂纹向两侧偏移很 大，翼裂纹最长达4c m ，裂纹尖端应力强度因子 K { 呈由小变大再变小连续波动变化的趋势，动态 应力强度因子K 奄则呈由大变小连续波动变化的 趋势，裂纹扩展过程中具有起裂时问早，裂纹扩展 速度、加速度峰值大的特点； 3 裂纹尖端的焦散斑图特征尺寸、复合应力 强度因子、裂纹扩展速度和裂纹扩胰加速度的时间 依赖性显示了爆炸应力波与裂尖相互作用的变化 规律，表征了裂纹尖端复合应力状态的强弱变化， 表明了翼裂纹起裂、扩展和止裂的过程． 参考文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] K A L T H O F FJF ，W l N K I 。E RS ，B E I N E R TJ ．D y n a m i cs t r e s s - i n t e n s i t yf a c t o r sf o ra r r e s t i n gc r a c k si n D c Bs p e c i m e n s [ J ] ．I n t e m a t i o n a lJ o u r n a lo fF r a c t u r e ，1 9 7 6 ，1 2 2 3 1 7 3 1 9 ． B E l N E R TJ ，K A I 。T H O F FJF ．E x p e r i m e n t a ld e t e r m i n a t i o n0 { d y n a m i cs t r e s si n t 朗s i t yf a c t o r sb ys h a d o wp a t t e r n s [ C ] ／／S I HGC ．E x pE v a l u a t i o no fS t r e s s C o n c e n t r a t i o na n dI n t e n s i t yF a c t o r s ．1 如s t o n M a n i n u sN 订h o f fP u b l i s h e r s ，1 9 8 1 2 8 1 2 9 0 ． T H E 二A R l SPS ． D y n a m i cp r o p a g a t i o na n da r r e s t m e a s u r e m e n t sb yt h em e t h o do fc a u s t i c so no v e r l a p p i n gk e w p a r a l l e lc r a c k s [ j ] ． I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo f S o l i da n dS t r u c t u r e s ，1 9 7 8 1 4 6 3 9 6 5 3 ． 杨仁树．岩石炮孔定向断裂控制爆破机理动焦散试 验研究[ D ] ．北京中国矿业大学力学与建筑工程学 院，1 9 9 7 ． [ 5 ] 姚学锋，方竞，熊春阳．爆炸应力波作用下裂纹与 孔洞的动态焦散线分析[ J ] ．爆炸与冲击，1 9 9 8 ，1 8 3 2 3 1 2 3 6 ． Y A oX u e - f e n g ，F A N GJ i n g ，X I N GC h u n - y a n g ． D y n a m i cc a u s t i c sa n a l y s i so fc r a c ka n dh o l eu n d e rt h e e x p l o s i v es t r e s sw a v e s [ J ] ．E x p l o s i o na n dS h o c k W a v e s ，1 9 9 8 ，1 8 3 2 3 1 2 3 6 ． [ 6 ] 杨仁树，牛学超，商厚胜，等．爆炸应力波作用下层 理介质断裂的动焦散实验分析[ J ] ．煤炭学报，2 0 0 5 ， 3 0 1 3 6 3 9 ． Y A N GR e n ．s h u ，N I UX u e - c h a o ， S H A N GH o u s h e n g ，e ta LD y n a m i cc a u s t i c sa n a l y s i so fc r a c ki n s a n d w i c hm a t e r i a l su n d e rb l a s t i n gs t r e s sw a v e [ J ] ． J o u r n a lo fC h i n aC o a lS o c i e t y ，2 0 0 5 ，3 0 1 3 6 3 9 ． [ 7 ]肖同社，杨仁树，边亚东，等．含节理岩体爆生裂纹 扩展的动焦散模型实验研究[ J ] ．实验力学，2 0 0 6 ，2 1 4 5 4 0 5 4 2 ． X 1 A OT o n 矿s h e ，Y A N GR e n ．s h u ，B I A NY a _ d o n g ，e t a 1 ． D y n a m i cc a u s t i c sm o d e le x p e r i m e n to fb l a s t i n g c r a c kp r o p a g a t i n go nj o i n tr o c k [ J ] ．J o u r n a lo fE x p e r i m e n t a lM e c h a n i c s ，2 0 0 6 ，2 1 4 5 4 0 一5 4 2 ． [ 8 ]Y A 0 xF ，x UW ，A R A K A w AK ，e ta LD y n a m i c o p t i c a lv i s u a l i z a t i o no nt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e np r o p a g a t i n gc r a c ka n ds t a t i o n a r yc r a c k [ J ] ．0 p t i c sa n dI 。a s e r si nE n g i n e e r i n g ，2 0 0 5 ，4 3 2 1 9 5 2 0 7 ． [ 9 ]K A I 。T H O F FJF ．S h a d o wo p t i c a lm e t h o do fc a u s t i c s [ C ] ／／K O B A Y A s H IAJ ．H a n d b o o ko ne x p e r i m e n t a Im e c h a n i c s ．N e wJ e r s e y S o c i e t yf o rE x p e r i m e n t a I M e c h a n i c s ，19 8 7 4 3 0 一5 0 0 ． [ 1 0 ]肖同社．岩石动态裂纹扩展焦散线实验研究[ D ] ． 北京中国矿业大学力学与建筑工程学院，2 0 0 6 ． [ 1 1 ] 邵鹏．断续节理岩体中弹性波动力效应研究 [ M ] ．徐州中国矿业大学出版社，2 0 0 5 1 6 3 0 ． [ 1 2 ]管大椿，王慕．焦散线方法求解应力强度因子的 非线性最小二乘法[ J ] ．北京工业大学学报，1 9 9 4 ， 2 0 1 1 7 2 1 ． G U A ND a - c h u n ，W A N GM u ．An o n l i n e a rl e a s t - s q u a r et e c h n i q u ef o rs o l V i n gt h es t r e s si n t e n s i t yf a c t o r so fc r a c k sb ym e t h o do fc a u s t i c s [ J ] ．J o u m a lo f B e i j i n gP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ，19 9 4 ，2 0 1 17 2 1 ． 责任编辑邓群 万方数据