定向控制爆破方法主要包括：切槽孔定向、聚能药包定向、切缝药包定向等 [1]，用以提高爆破成型质量，保护围岩稳定性，获得理想断裂面和轮廓线[2]，已被广泛应用于井巷、公路、水电、隧道等工程领域[3]。然而，现有技术的起裂能量主要来源于化学炸药，易受煤矿井下粉尘、瓦斯浓度等条件限制[4]，具有危险性高、污染重、易产生明火等缺点。CO2致裂技术是一种物理爆破方法，已广泛应用于石油增产[5-6]、页岩气开采[7]、瓦斯促抽[8-9]、工作面落煤[10]、煤层顶底板防治等领域[11-12]，体现出了比炸药爆破安全性高、不产生明火、爆破能量可控、适用范围广等优点[13]，这为在煤岩中使用定向控制爆破提供了新思路。近年来，国内外学者[14-17]对CO2致裂技术致裂过程中，压力变化过程及致裂影响半径等方面进行了大量研究，但对CO2致裂技术定向应用方面的研究较少，特别是对CO2定向致裂机理鲜有报道。从CO2致裂过程中，冲击波作用时间短、动效应不明显，主要破坏能量来源于气体膨胀压力[18-19]特性出发，结合切槽孔定向方法所需起裂压力小、方向易于控制、致裂面平整、爆破工艺简便的技术优势[1]，提出CO2切槽定向致裂技术。理论分析了切槽在CO2定向致裂过程中产生的力学效应以及切槽对裂纹起裂扩展方向的影响，并用实验结果对理论分析结果进行验证。

3)果实淀粉系数。苹果成熟过程中淀粉含量逐渐降低，淀粉遇到碘溶液时会呈现蓝色，所以把苹果切开，将其横断面浸入配制好的碘液中30秒，观察果肉变蓝的面积和程度，可反映果实的成熟度。不同品种的苹果成熟过程中淀粉含量的变化特性不同，可以制作不同品种苹果成熟过程中淀粉变蓝的图谱，判断成熟度很方便。根据图谱，做到苹果的适时采收。

1 CO2切槽定向致裂机理分析

CO2切槽定向致裂是通过对圆形孔切槽将高压CO2气体能量集中于槽线（两槽尖连线）方向，迫使裂纹沿设计方向起裂、扩展，同时抑制其他方向裂纹，来实现裂纹方向控制和保护围岩的目的。

1.1 切槽对高压CO2气体的应力集中作用

对于圆形孔而言，由于高压CO2气体对孔壁各方向应力是均匀对称，在孔壁围岩中会生成大随机初始裂纹，当长短不等、方向各异的裂纹同时扩展，会分散和削弱大部分致裂能量，缩短致裂半径。因此，将高压CO2气体能量集中，减少CO2致裂过程中出现初始裂纹数量，引导裂纹沿设计方向起裂扩展，是CO2切槽定向致裂技术的研究思路。

对于切槽孔而言，切槽改变了孔内高压CO2气体应力分布，切槽将高压CO2气体导入槽内，对切槽面产生对称的应力作用，由力的平行四边形准则可知，切槽面所受合应力被“引导”集中于槽线方向，从而在切槽端部形成应力集中现象[20]（图1），该区域产生强有力的“气楔削切”效应，降低了槽尖起裂所需应力，迫使槽尖裂纹沿槽线方向起裂；随着切槽尖端裂纹起裂失稳，高压CO2气体楔入该新生裂纹，在裂纹尖端不断膨胀和受岩石挤压，裂纹尖端拉应力和剪应力增大，推动裂纹高速扩展，最终使目标岩体沿槽线方向断裂，形成平整断裂面。

  

图1 应力集中与裂纹抑制区示意

1.2 切槽对孔壁裂纹的抑制作用

切槽不仅改变圆孔形状，而且孔壁介质强度会重新分布，使孔壁抗压强度远大于切槽尖端的抗压强度，这就加强了切槽尖端裂纹起裂优势，亦降低了孔壁随机径向裂纹生成的可能性；当高压CO2气体充满切槽孔时，切槽根部附近会出现低压应力区域，而离切槽较远的孔壁其它区域，其压应力分布仍与圆形炮孔分布相近，这就形成4个裂纹生长抑制区[21]，对该区域内裂纹的产生起到抑制作用；随着切槽尖端裂纹延伸，高压CO2气体向裂纹尖端聚集，气体对孔壁压应力强度降低，作用时间缩短，从而减小孔壁损伤程度，提高围岩稳定性。

1.3 切槽对裂纹起裂扩展方向的引导作用

文献[22]据断裂力学中应变能密度因子理论，提出岩石在准静态作用下，裂纹只会沿着最小应变能密度因子方向起裂和扩展。因此有下式成立：

2）开启真空泵排尽管路内空气，关闭排气阀。启动恒温控系统，将试块和管路预热温度控制在50℃。

 

1）将试块放入试块夹持器，启动数控液压泵，对试块施加0.5 MPa的轴压和围压用于固定，连接试块耐压管与气路增压系统。

保持管路和试块恒温50℃，将CO2气体注入高压管路，对试块加压，当压力开始下降，停止加压。观察致裂后试件表面宏观裂纹的长度、数量、方向等具体破坏形貌特征并进行统计。

切槽尖端的应变能密度因子为：

 

式中：E为岩石弹性模量，MPa；v为泊松比，0＜v＜1；K1为切槽尖端的应力强度因子，

根据数据采集系统在致裂过程中的数据，绘制孔内压力随时间变化曲线，切槽孔试块孔内压力变化曲线如图4。压力曲线从0到峰值的过程为数控加压泵恒流加压的过程，不体现实验结果，故忽略不做分析，A曲线和B曲线分别为圆形孔试块。由图4可知，当曲线压力达到峰值，CO2压力大于试块的断裂强度，试块开始起裂；当压力峰值开始下降，是裂纹的扩展阶段；当压力趋于0，试件被彻底破坏。A曲线的压力峰值（7.65 MPa）明显高于B曲线峰值（4.54 MPa），表明在相同材料的情况下，由于切槽对CO2气体压力的集中作用，压应力在切槽尖端发生应力叠加，使槽线方向所受的压力要远大于孔壁压力，降低了切槽孔试块起裂压力。

2 CO2切槽定向致裂实验研究

2.1 实验系统和实验模型制作

利用CO2致裂实验模拟系统（图2）进行研究，主要模拟在CO2致裂过程中气体准静态作用下，圆形孔试块和切槽孔试块致裂后裂纹分布形态，记录试块起裂压力、统计裂纹数量、裂纹扩展方向。

  

图2 实验系统示意图

在圆形孔试块致裂后，由于环氧树脂胶为高抗压、抗剪切强度胶在该面无裂纹生产，而其余5个面均产生3～6条随机分布、长度不等的宏观裂纹，试块被切成大小不等的9块。这是由于CO2气体对圆形孔壁压应力分布的均匀对称性，导致裂纹呈现随机分布状态，圆形孔试块致裂效果与机理分析保持一致，表明实验方案的可行性。在实验后，试块被沿着两切槽尖端方向切成2块，试件表面仅形成1条连续宏观裂纹，且断裂面平整，孔壁无裂纹产生。这说明在CO2准静态作用过程中，切槽改变了孔内气体压应力分布，将合应力集中到槽尖方向，产生的“气楔削切”效应将试块沿槽线方向劈开，形成理想断裂面；由于CO2气体在起裂裂纹尖端积聚必然导致孔壁围岩所受压应力被削弱，再加切槽对孔壁裂纹的抑制作用，则孔壁不会有裂纹起裂生长。

  

图3 切槽孔横向与纵向剖面

2.2 实验过程

式中：S 为应变能密度因子，MPa·mm；θ0为起裂角；θ为裂纹扩展方向与切槽对称轴之夹角。

（4）排水管道安装完后，按规定要求必须进行闭水试验。凡属隐蔽暗装管道必须按分项工序进行。卫生洁具及设备安装后，必须进行通水试验。且应在油漆粉刷最后一道工序前进行。粘接剂易挥发，使用后应随时封盖。冬季施工进行粘接时，粘接场所应通风良好，远离明火。

她说她叫黄玲，黄山的黄，玲就是王字旁那个玲。我很怀疑她的名字是不是真的，因为某天在电梯里有个和善的外国老头用英语对她说让她帮忙摁一下15楼，她的样子是完全的听不懂。我记得她说过她去英国待了半年。

3）启动注气系统，将CO2气体注入数控增压泵进行恒流增压，流量设置20 mL/min。

4）观察数控压力系统，数据采集系统记录并显示各项参数。当CO2压力值减小到恒定值，说明整个实验过程完成。

2.3 结果分析

1.根据动物饲养量、地域分布情况由村级组织合理聘用防疫员，原则上一村一名，必要时，乡镇兽医站根据工作需要可调剂使用。

实验试块采用颗粒直径小于0.5 mm石英砂为骨料的混凝土试块，砂胶比为4∶1，掺适量水搅拌均匀，在几何尺寸150 mm×150 mm×150 mm立方体试件模具中振捣成形，制备2组实验试块，制作过程中以相同材料制作φ50 mm×100 mm标准试件3块，以测试试块物理力学参数，脱模后室内浇水养护28 d。采用预留圆形孔，孔深度100 mm，直径6 mm。切槽孔横向与纵向剖面如图3。切槽孔试块采用手工锉刀切槽，角度60°，槽深1.5 mm。试件孔与高压气路管用环氧树脂胶连接，封孔深度30 mm，静置5 d达到最佳胶封效果。通过测量试件平均单轴抗压强度6.73 MPa，平均抗剪切强度2.13 MPa。

将式（2）求导并代入式（1）求解得θ0=0为唯一解，即沿槽线方向起裂和扩展。

  

图4 致裂过程中压力随时间变化曲线

压力下降过程，是裂纹的扩展过程，B曲线的斜率明显高于A曲线，说明圆形孔试块中CO2泄压时间（0.3 s）高于切槽孔试块泄压时间（0.05 s），即切槽孔试块裂纹扩展速度要远大于圆形孔试块裂纹扩展速度。圆形孔试块致裂时，裂纹起裂数量较多，会造成高压CO2气体能量被分散，分散作用会导致裂纹尖端能量降低，而裂纹的扩展主要依赖于气体在裂纹尖端的高应力，对裂纹扩展速度产生削弱减缓。对于切槽试块来说，切槽对应力集中作用使得试件在槽线方向优先起裂，当只有1条裂纹起裂时，高压CO2气体能量被全部集中于该裂纹尖端，产生远远高于圆形孔裂纹尖端的应力场，从而提高了裂纹扩展速度。

3 结论

1）通过对CO2切槽定向致裂机理进行了分析，可以看出由于切槽的存在，改变了高压CO2气体在孔内的应力分布，在槽尖端产生压力集中作用和孔壁裂纹的抑制作用，在这2个力学效应共同作用下，裂纹在切槽尖端优先起裂，同时抑制了孔壁裂纹生成；切槽对裂纹的引导作用改变了裂纹随机分布的形态，使得裂纹沿着设计方向延伸扩展。

2）与圆形孔试块致裂效果对比，切槽降低了试块起裂压力，表面沿设计方向产生1条宏观径向裂纹，裂纹扩展速度有显著提高且断裂面平整，实验结果与CO2切槽定向致裂机理分析结果一致。

3）研究结果表明，在CO2致裂过程中采用切槽孔定向方法可以达到裂纹方向控制、保护围岩的目的，为CO2切槽定向致裂技术能够等到更加广泛的应用提供参考。

“也许没事”之“事”，显然指“东窗事发”之“事”。什么叫东窗事发??田汝成《西湖游览志余》写道：“秦桧之欲杀岳飞也，于东窗下与妻王氏谋之。”桧殁后，王氏为之做道场。方士问：“太师(秦桧)何在?”王氏答：“在丰都(即‘鬼城’)。”方士赴丰都，见桧“荷铁枷，备受诸苦”。桧曰：“可烦传于夫人，东窗事发矣!”东窗之下所谋密事，被“发现”了。这个事，就是谋杀岳飞。你做了亏心事，迟早有“发”的一天，哪怕到了阴间，也必须受到应有惩罚，比如死了还要“荷铁枷，备受诸苦”。最后，狼狈夫妇秦桧和王氏，双双被铸成罪人像，捆而绑之，跪在岳飞墓前，任后人永久唾骂……

本课程学习过程包括工作任务（练习）、初步评估、理论学习、案例分析、工作任务（完成）、交流分享、阶段评估（测验）、拓展学习等多个学习活动。成绩考核改变以往以期末考试为唯一的评判标准，将最终成绩分为期末成绩占50%和平时成绩占50%两部分组成，其中，平时成绩包括了课堂表现20%，实践动手能力10%，作业测试20%等部分组成，有利于培养学生的创造力、知识转化能力、语言组织与表达能力等综合素质。

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