不同围压下的椭圆双极线性聚能管聚能爆破数值模拟.pdf
《不同围压下的椭圆双极线性聚能管聚能爆破数值模拟.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《不同围压下的椭圆双极线性聚能管聚能爆破数值模拟.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷第 期 年 月土木工程与管理学报 .:./.收稿日期:修回日期:作者简介:黄昌满()男湖北黄冈人工程师研究方向为公路工程(:.)通讯作者:吕加贺()男山东泰安人博士教授研究方向为岩土工程中的数值计算方法(:.)基金项目:国家自然科学基金()不同围压下的椭圆双极线性聚能管聚能爆破数值模拟黄昌满 王 杰 吕加贺(.中交上海航道局有限公司 上海 .中国地质大学(武汉)工程学院 湖北 武汉)摘 要:聚能爆破在爆破工程领域应用越来越广泛而隧道开挖及矿山开采过程中常遇到岩体处于复杂地应力场的情况给爆破作业带来干扰 针对这一特点基于/软件建立椭圆双极性聚能装药结构数值模型通过施加水平向和竖直向的围压模
2、拟岩体所处的复杂应力场首先分析无围压加载下聚能爆破的裂纹扩展规律然后计算单向围压、等值双向围压、不等值双向围压对聚能爆破裂纹扩展以及对爆破应力波传播的影响 结果表明:椭圆双极性聚能装药结构将爆破后的能量主要集中于聚能方向在聚能方向产生主裂纹抑制其他方向裂纹的扩展不同围压会对聚能方向的主裂纹产生较明显的抑制作用对粉碎区和其他方向的微小裂纹影响较小围压几乎不会对爆破应力波的传播产生影响关键词:聚能爆破 数值模拟 围压 裂纹扩展中图分类号:.文献标识码:文章编号:()(.):./.:岩石爆破在隧道及矿业工程领域应用广泛能够有效提高开挖施工效率 炸药在岩体中爆炸 土木工程与管理学报 年瞬间产生极其强大
3、的冲击波和应力波作用于周围岩体使其被挤压和拉伸从而产生压碎区和裂隙区 普通爆破通过在炮孔中直接装入乳化炸药进行炸药爆炸后对炮孔周围造成均等的破坏这种爆破模式常常造成超欠挖问题和围岩损伤问题延缓了施工进度甚至给后续结构的安全运营带来隐患 为了解决这些问题经过大量的工程实践出现了一种岩石定向断裂技术 聚能爆破 聚能爆破是一种通过改变炸药药包的装药结构使炸药爆炸后产生的能量集中于某一特定方向的爆破方法 这种爆破方法让岩石在聚能方向产生较长裂纹并能抑制非聚能方向裂纹的扩展从而达到定向断裂的目的 杨仁树等对切缝药包爆炸波与爆生气体的传播机制进行了研究 何满潮等提出了双向聚能拉伸爆破新技术该技术在实践中的
4、应用收到了良好的使用效果 秦健飞等采用 材料制作了一种新型椭圆双极性聚能药包结构形式 李必红通过理论分析、数值模拟、实验研究等方式对椭圆双极线性聚能药柱开展了全面研究 吴波等对椭圆双极线性聚能装药结构参数进行了优化设计随着资源需求的不断增加采矿业进入深层开采时代开采深度超千米一些在高海拔地区修建的隧道埋深也超过上百米 在这些特殊环境下岩石通常处于高地应力状态爆破破岩时岩石所处的高地应力环境会对爆破效果产生影响 李华超对围压应力作用下的三角形掏槽爆破破岩过程进行了数值模拟研究 汪海旭对有无围压加载下的岩石爆炸过程与应力波传播规律进行了模型试验 郭双等对地应力条件下的岩石爆破破岩特征与机理进行了
5、数值模拟研究尽管众多学者分别对聚能爆破及地应力影响下的普通岩石爆破做了众多研究但却鲜有对应力存在情况下聚能爆破效果的探索 因此本文基于椭圆双极性聚能药包控制爆破技术利用/软件建立数值模型研究不同地应力条件下椭圆双极性聚能药包爆破后围岩的动力响应及裂纹扩展规律以期为高地应力条件下的聚能控制爆破施工提供指导 模型建立及参数选择.数值计算几何模型隧道常用炮孔直径为 本文在模拟计算时采用 的炮孔直径炮孔建立在模型正中心并采用椭圆双极性聚能装药形式取聚能管长短轴之比.聚能穴夹角为 以充分利用炸药爆炸时产生的能量聚能药包结构如图 所示 通过施加水平 向和竖直 向的均布压力来模拟岩体所受的复杂地应力场 由于
6、岩石所处状态相当于无限域而数值计算模型只是无限域中的一部分为了减少计算模型边界上反射波对炮孔附近裂纹扩展的影响模型尺寸取 选用 六面体单元类型采用流固耦合算法 同时为节省计算资源建立/模型并沿炮孔轴向只建立单层网格完整几何模型如图 所示26218?70?PVC?R=21?1.5图 椭圆双极性聚能药包模型/40002000?R=21PVC?yx图 数值计算几何模型/.材料参数及加载炸药爆破瞬间对炮孔壁产生强烈的冲击作用使岩体受挤压而产生屈服破坏故模型中岩体材料选用 中的第 号材料模型(双线性随动硬化模型)该材料模型能够模拟材料的大变形、高应变率问 第 期黄昌满等:不同围压下的椭圆双极线性聚能管聚
7、能爆破数值模拟题 在计算时为岩体材料添加 关键字该关键字可以在单元的应力或应变达到破坏极限时删除单元从而达到模拟爆破后裂纹扩展的效果岩体详细材料参数如表 所示表 岩体材料参数参数密度/弹性模量/泊松比屈服强度/切线模量/抗压强度/数值.对于空气选用 中的第 号空气材料模型和多项式状态方程 模拟具体参数如表 所示表 空气材料参数参数密度/弹性模量/多项式系数 多项式系数 多项式系数 相对体积数值.本文采用的 聚能管是聚能爆破中最常用的具有成本低、聚能效果好等特点 材料对温度较敏感会在爆炸产生的高温下气化但由于在 材料气化前炮孔壁已经产生裂纹故在计算时不考虑温度的影响 考虑到 材料在整个计算过程中
8、变形较大选用 中的第 号材料模型 来模拟并采用与应变率有关的参数来表示材料某一点的屈服应力:()/()()式中:为材料的屈服应力 为 应变率参数为材料的初始应力为材料的有效塑性应变 为硬化参数为材料的塑性硬化模量 聚能管具体材料参数如表 所示表 聚能管材料参数参数密度/弹性模量/泊松比切线模量/数值.对于炸药材料模型选用 中直接模拟高能炸药爆炸的第 号材料模型并采用 状态方程描述炸药爆炸后压力与比容的关系:()()()()式中:为某时刻的压力 为材料参数由实验获得 为相对体积为初始比内能炸药的具体参数如表 所示本文在计算时通过对模型分别施加水平向压力 和竖直向压力 来模拟岩体所处的复杂应力场并
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 不同 压下 椭圆 线性 聚能管聚能 爆破 数值 模拟
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。