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本文根据定向断裂控制爆破的理论,通过实验室和现场实验分析探讨了单侧和双侧护壁爆破护层的护壁作用。利用一级轻气炮对加有护层和没有护层的岩石试样进行了飞片冲击的对比实验,分别对水泥砂浆模型和有机玻璃模型爆破进行了超动态应变测试,对石灰石岩块的爆破损伤情况进行了声波测试。
通过对加有护层和未加护层的岩石试样进行的一级轻气炮实验,发现PVC—U管制作的护层材料能有效降低岩面所受到的冲击压力,在砂岩和大理岩中压力降低率均达到了60%以上,在花岗岩中亦达到了26.1%。该结论证明了护壁爆破中对套管护壁作用的理论分析。
水泥砂浆和有机玻璃模型的超动态应变测试表明保护一侧比未保护一侧的应变峰值均要小,其降低率在30%以上,明确了套管对爆炸应力波峰值的衰减作用,并且有机玻璃模型的裂纹扩展情况给出了较为直观的实验证据。
通过声波测试,研究了三种不同爆破方法(双侧单层护壁、光面单层护壁、光面爆破)对石灰石岩块的损伤程度。结果发现双侧单层护壁爆破效果最好,单层光面护壁爆破效果与之接近,光面爆破效果较差。
采用有限元软件LS—DYNA对单侧和双侧护壁爆破进行了数值模拟,结果亦表明PVC—U套管能对孔壁起到很好的保护作用。