В горнодобывающей и строительной отраслях взрывные работы являются незаменимым традиционным инструментом.
В исследовательской группе Китайского горно-технологического университета при изучении механики взрывов горных и грунтовых пород при имплозивной нагрузке для анализа процесса распространения поверхностных трещин используются технологии трехмерного измерения и анализа деформации. Подобные технологии так же используются для анализа поверхностных деформаций бетона. При этом динамика поля деформации, влияние взрывной волны на напряжения и газа на рост трещин, так же измеряются и анализируются. (Подробнее см. "Распространение трещин в бетонной поверхности при взрывном нагружении").
Экспериментальный подход
Взрывная имплозия является распространенной формой разрушения материалов, таких как камень и бетон, под нагрузкой. Процесс роста трещин всегда был в центре внимания ученых и инженеров, и существует множество методов его измерения. Трехмерное измерение деформации имеет преимущество, относительно бесконтактного метода, измерение деформации и деформации в полном поле широко используются в современных исследованиях.
В рамках эксперимента была создана конкретная система испытаний на имплозию. Система состоит из вспомогательных материалов, таких как бетонная модель, взрывное оборудование, система, ударный кобальт и генератор, как показано на рисунке ниже.
При процессе распространения трещин бетонной поверхности преобладает перемещение в одной плоскости, поэтому для сбора данных используется одна высокоскоростная камера. Измеряемая поверхность покрывается маркерными точками и масштабируется, чтобы получить соответсвие между пикселем и физическим расстоянием, при этом частота видеосъемки высокоскоростной камеры составляет 20 000 к/c.
Анализ области зарождения трещины
Процесс роста трещины, показан на рис ниже. Трещины начали появляться на боковой поверхности модели после взрыва, а место зарождения трещины располагалось на верхней поверхности модели и боковом гребне. Затем трещины начали расширение.
Когда взрывчатое вещество взрывается внутри бетона, становится видно, что начальные трещины на поверхности модели должны образоваться на шпуре, точка зарождения трещины появляется не сбоку, а на линии гребня, что указывает на то, что после образования проникающей трещины она станет основной трещиной, или ее еще называют "доминирующей" трещиной, такая трещина очень быстро расширяется на поверхности, что также определяет направление косвенных трещин.
