岩石爆炸增渗模型实验及DEM数值模拟研究

岩体中爆炸提高矿石的渗透性可以极大地提高采矿效率，是碎裂岩型矿床预裂浸出法的关键技术。混凝土与岩体都具有脆性材料的特性，因此用浇筑于铁桶中的混凝土试件进行模型实验研究岩体的爆炸增渗效果。铁桶可以提高实验效率，使边界条件更为简单和易于操作，但是，实验和原型的差异需要论证。用自主开发的基于连续介质力学模型的离散元方法，模拟了有铁桶边界的模型实验，验证了数值模拟方法的可行性及有效性，给出了有弹性侧限边界约束的混凝土和较大尺度无反射边界条件的岩石中的爆炸差别。在此基础上，分析了岩石中爆炸造成的岩石破坏规律。计算结果表明：岩石破坏面总面积和破坏区的最大裂缝宽度受药量和岩石的抗拉强度影响，破坏面总面积和裂缝宽度随药量增加而增大，随抗拉强度增大而减小；在药量相同的条件下，实际岩石环境下的岩块破坏程度比铁桶约束的大。模型实验和数值模拟相结合的办法可以对混凝土和岩石的爆炸破坏给出较为合理的结果。