基于TCK损伤本构的岩石爆破效应数值模拟

›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (1): 230-234.

基于TCK损伤本构的岩石爆破效应数值模拟

王志亮¹，郑明新²

1.中国科学技术大学工程科学学院，合肥 230027；2.华东交通大学道桥与岩土工程研究所，南昌 330013

收稿日期:2006-05-11 出版日期:2008-01-10 发布日期:2013-07-18
作者简介:王志亮，男，1969年生，博士，副教授，主要从事于岩土工程、工程力学等方面教研工作

Numerical simulation of effect of rock blasting based on TCK damage constitutive model

WANG Zhi-liang¹, ZHENG Ming-xin²

1. College of Engineering Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China; 2. Institute of Bridge & Road and Geotechnical Engineering, East China Jiaotong University, Nanchang 330013, China

Received:2006-05-11 Online:2008-01-10 Published:2013-07-18

摘要/Abstract

摘要： 脆性岩石在爆破载荷下的动态破碎行为是工程技术人员所关心的，采用数值法预估岩体破裂范围和损伤大小对施工安全具有重大意义，其中合理的岩石损伤模型是关键。假设岩体破坏近似服从Mises屈服准则，且考虑到岩体的应变硬化特性，把Taylor-Chen-Kuszmaul（TCK）模型中的拉裂损伤演化方程和材料双线性、弹塑性本构耦合到一起，并简洁地嵌入到有限元分析软件LS-DYNA中，通过半无限岩体中柱形药包爆破实例验证了其合理性与准确性。对球形药包爆破问题也进行了数值分析。该损伤模型及其数值模拟在工程中具有一定的参考价值。

关键词: 岩石, 爆破效应, 损伤模型, 用户子程序, 拉裂, 数值模拟

Abstract: Engineers and technicians are concerned with the dynamic fracture behaviors of brittle rock under blast loading. It is of very importance for construction safety to predict the fragmentation scope and damage value by use of numerical approach. However, a reasonable damage constitutive model is the key thereinto. By assuming rock observes the Mises yield criterion and considering the strain-hardening behavior of rock, the tension damage evolution equation of Taylor-Chen-Kuszmaul model is coupled with the bilinear elastoplastic constitutive model. Subsequently, the developed constitutive model is concisely implemented into the FEM software, LS-DYNA. The rationality and accuracy are tested via a practical example of cylindrical charge explosion in a semi-infinite rock mass. At last, one spherical explosion is numerically analyzed. This damage model and related numerical simulations can be of certain value in a practical rock blasting.

Key words: rock, blasting effect, damage model, user-defined subroutine, tensile fracturing, numerical simulation

中图分类号:

TU 452

王志亮，郑明新 . 基于TCK损伤本构的岩石爆破效应数值模拟[J]. , 2008, 29(1): 230-234.

WANG Zhi-liang , ZHENG Ming-xin . Numerical simulation of effect of rock blasting based on TCK damage constitutive model[J]. , 2008, 29(1): 230-234.

参考文献

相关文章 15

[1]	周辉, 陈珺, 张传庆, 朱勇, 卢景景, 姜玥, . 低强高脆岩爆模型材料配比试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2039-2049.
[2]	田军, 卢高明, 冯夏庭, 李元辉, 张希巍. 主要造岩矿物微波敏感性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2066-2074.
[3]	金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[4]	吴关叶, 郑惠峰, 徐建荣. 三维复杂块体系统边坡深层加固条件下稳定性及破坏机制模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2369-2378.
[5]	苏国韶, 燕思周, 闫召富, 翟少彬, 燕柳斌, . 真三轴加载条件下岩爆过程的声发射演化特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1673-1682.
[6]	张盛, 王龙飞, 常旭, 王东坤, 王小良, 乔洋, . 中心直裂纹半圆盘试样的石灰岩断裂韧度尺寸效应试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1740-1749.
[7]	张伟, 曲占庆, 郭天魁, 孙江. 热应力影响下干热岩水压致裂数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 2001-2008.
[8]	王宇, 艾芊, 李建林, 邓华锋, . 考虑不同影响因素的砂岩损伤特征及其卸荷破坏细观特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1341-1350.
[9]	李晓照, 戚承志, 邵珠山, 屈小磊, . 基于细观力学脆性岩石剪切特性演化模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1358-1367.
[10]	王钦科, 马建林, 胡中波, 王滨, . 浅覆盖层软质岩中抗拔桩承载特性现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1498-1506.
[11]	张聪, 梁经纬, 阳军生, 曹磊, 谢亦朋, 张贵金, . 堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1507-1514.
[12]	严健, 何川, 汪波, 蒙伟, . 高地温对隧道岩爆发生的影响性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1543-1550.
[13]	李世俊, 马昌慧, 刘应明, 韩玉珍, 张彬, 张嘎, . 离心模型试验与数值模拟相结合研究采空边坡渐进破坏特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1577-1583.
[14]	蔡奇鹏, 甘港璐, 吴宏伟, 陈星欣, 肖朝昀, . 正断层诱发砂土中群桩基础破坏及避让距离研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1067-1075.
[15]	郎颖娴, 梁正召, 段东, 曹志林, . 基于CT试验的岩石细观孔隙模型重构与并行模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1204-1212.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed