Науковий вісник НГУ

Дослідження дії вибуху в зарядній порожнині різної форми перерізу в полі напружень розтягання

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2023

Останнє оновлення: 27 червня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1840

Authors:

О.К.Іщенко*, orcid.org/0000-0003-2449-5258, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (3): 032 - 038

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-3/032

Abstract:

Мета. Дослідити характер і закономірності розвитку магістральних тріщин у твердому середовищі під час дії вибуху заряду вибухової речовини (ВР) у зарядній порожнині з поздовжнім симетричним надрізом і різної форми поперечного перерізу.

Методика. Використана експериментальна методика з вивчення розвитку динаміки процесу, характеру й напрямку розвитку тріщин при вибуху заряду ВР різної форми та їх перетворення в чітке оптичне зображення під впливом фокусованого лазерного променю через оптичну систему – метод каустики. Дослідження зміни полів напружень при спільному впливі статичного й динамічного навантаження на середовище, що руйнується, здійснене поляризаційно-оптичним методом. Методами кореляційного аналізу проаналізовані результати досліджень.

Результати. Експериментально доведено, що зміна кута від 0 до 45° між поздовжнім надрізом і площиною, на яку спільно впливають напруження розтягання та дія вибуху, сприяє розкриттю основних тріщин як паралельно, так і перпендикулярно напрямку надрізу. Побудовані залежності поширення основних тріщин, викликаних вибухом, у моделі за різних умов навантаження. Виконані розрахунки коефіцієнтів інтенсивності напружень у середовищі під дією вибуху та напружень розтягання.

Наукова новизна. Запропонована вдосконалена методика досліджень зі встановлення механізму вибухового навантаження твердих середовищ вибухом заряду ВР різної форми поперечного перерізу. Розкрито фізичний механізм формування й поширення основних тріщин у вибуховій порожнині під дією вибуху заряду ВР різної форми за різних умов їх динамічного навантаження. Обґрунтовані розміри симетричного поздовжнього надрізу та його просторове розташування по відношенню до напрямку наведення напружень розтягання. Отримала подальший розвиток ідея використання направленого вибуху для формування захисної смуги в масиві гірських порід.

Практична значимість. Отримані результати наукових досліджень можуть стати необхідною умовою для розробки нових технічних рішень із забезпечення додаткових охоронних заходів в області екологічної та сейсмічної безпеки об’єктів цивільного та промислового призначення, що знаходяться під охороною, при проведенні вибухових робіт на кар’єрах і рудниках.

Ключові слова: шпур, вибух, тверде середовище, метод каустики, тріщина, напруження розтягання

References.

1.Ge, S., Zhong, M. S., Wang, M., Long, Y., Liu, Y., & Xu, J. L. (2019). Collapse process and impact effect of viaduct demolition based on centrifugal model. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 115, 246-251. https://doi.org/10.1016/j.soildyn. 2018. 07.034.

2. Nesterova, Y. S. (2017). Experience of destressing slotting to prevent gasdynamic events in mechanized carnallite mining. Journal of Mining Science, 53(2), 291-298. https://doi.org/10.1134/S1062739117 02214X.

3. Wang, Y. B. (2017). Study of the dynamic fracture effect using slotted cartridge decoupling charge blasting. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 96, 34-46. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2017.04.015.

4. Lisjak, A., Figi, D., & Grasselli, G. (2014). Fracture development around deep underground excavations: Insights from FDEM modelling. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 493-505. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2014.09.003.

5. Vazaios, I., Vlachopoulos, N., & Diederichs, M. S. (2019). Assessing fracturing mechanisms and evolution of excavation damaged zone of tunnels in interlocked rock masses at high stresses using a finitediscrete element approach. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 11(1), 12-37. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2018..06.007.

6. Milner, D., Wesevich, J., Nikodym, L., Nasri, V., Lawver, D., & Mould, J. (2018). Improved blast capacity of pre-engineered metal buildings using coupled CFD and FEA modeling. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 56, 486-497. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2018.10.008.

7. Ishchenko, К. S., Krukovskaya, V. V., Коnoval, S. V, Kratkov­skij, I. L., & Krukovskij, A. P. (2015). Simulation and numerical solution of the problem of stress field distribution in a rock mass from the explosion of an explosive charge of various shapes. Izvestiya VUZov “Gornyj zhurnal”, 6, 28-34.

8. Ishchenko, К. S., Коnoval, S. V., Kratkovskij, I. L., Krukov­skaya, V. V., & Krukovskij, A. P. (2015). Features of the destruction of solid media by explosive charges of various shapes. Izvestiya VUZov “Gornyj zhurnal”, 5, 93-101.

9. Kaminskij, A. A., & Kurchakov, E. E. (2018). On the evolution of the pre-fracture zone at the crack tip in a nonlinear anisotropic body. Reports NAN of Ukraine, 10, 44-55. https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.10.044.

10. Kaminskij, A. A., & Kurchakov, E. E. (2019). On the transformation of the boundaries of passive deformation in a nonlinear elastic anisotropic body with a crack. Reports NAN of Ukraine, 9, 20-33. https: //doi.org/10.15407/dopovidi 2019. 09. 020.

11. Kim, J. G., & Song, J. J. (2015). Abrasive water jet cutting methods for reducing blast-induced ground vibration in tunnel excavation. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 75,147-158. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms. 2014.12.011.

12. Stockwell, M., & Tadic, D. (2010). Blasthole slotting: Reducing over breakage during coal mine blasting. Australian Mining Technology Conference: Technology Changing the Mining Business Footprint. CRC Mining.

13. Liu, C. W., Lu, Y. Y., Xia, B. W., & Yu, P. (2019). Directional fracturing by slotting-blasting-caused stress wave form changes. International Journal of Impact Engineering, 129, 141-151. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2019.02.002.

14. Yang, G. L., Yang, R. S., Huo, C., & Pan, C. C. (2010). Research of Influence Factors of Initial Crack with Slotted Charge Blasting. Advanced Materials Research, 143-144, 797-801. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.143-144.797.

15. Dammyr, O., Nilsen, B., & Gollegger, J. (2017). Feasibility of tunnel boring through weakness zones in deep Norwegian subsea tunnels. Tunnelling and Underground Space Technology, 69, 133-146. https://doi.org/10.1016/j.tust.2017.06.012.

16. Yang, R. S., Ding, C. X., Li, Y. L., Yang, L. Y., & Zhao, Y. (2019). Crack propagation behavior in slit charge blasting under high static stress conditions. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 119, 117-123. https://doi.org/10. 1007/ s10064019-01665-1.

17. Konicek, P., Soucek, K., Stas, L., & Singh, R. (2013). Long-hole distress blasting for rock-burst control during deep underground coal mining. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 61, 141-153. https://doi.org/10.1016/j. ijrmms. 2013.02.001.

18. Drover, C., Villaescusa, E., & Onederra, I. (2018). Face destressing blast design for hard rock tunnelling at great depth. Tunnelling and Underground Space Technology, 80, 257-268. https://doi.org/10.1016/j.tust.2018.06.021.

19. Xie, L. X., Lu, W. B., Zhang, Q. B., Jiang, Q. H., Chen, M., & Zhao, J. (2017). Analysis of damage mechanisms and optimization of cut blasting design under high in-situ stresses. Tunnelling and Underground Space Technology, 66, 19-33. https://doi.org/10.1016/j.tust.2017.03.009.

20. Reddy, S. K., & Sastry, V. R. (2016). Stress Distribution on Blasting Gallery Barrier Pillar due to Goaf Formation During Extraction. Journal of the Institution of Engineers, Ser. D, 97(2), 205-213. https://doi.org/10.1007/s40033-015-0090-8.

21. Nosov, P. A., Pakhomov, I. I., & Shirankov, A. F. (2012). State and prospects for the development of methods for calculating the conversion of laser radiation by optical systems. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. “Priborostroenie”, 167-177.

22. Paluszny, A., & Zimmerman, R. W. (2017). Modelling of primary fragmentation in block caving mines using a finite-element based fracture mechanics approach. Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources, 3, 121-130. https://doi.org/10.1007/s40948-016-0048-9.

23. Yang, L., Xie, H., Huang, C., Zhang, D., & Chao, Y. J. (2020). Experimental Study on Notched Directional Blasting in Tensile Stress Field. Journal of Engineering Science and Technology Review, 13(1), 06-113. https://doi.org/10.25103/jestr.131.14.

24. Kyrychenko, O. L., Kulivar, V. V., Skobenko, O. V., & Khalymendyk, O. V. (2019). A technique to measure V.V. sensitivity of explosivesto the effect of laser pulse radiation. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (4), 11-15. https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-4/2.

• < Попередня
• Наступна >