›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (8): 1615-1620.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

岩石时效损伤模型及其在工程爆破中应用

王志亮1,郑田中2,李永池1   

  1. 1. 中国科技大学 近代力学系,合肥 230022; 2. 浙江温州市水利局堤塘管理处,温州 325000
  • 收稿日期:2005-11-26 出版日期:2007-08-10 发布日期:2013-10-15
  • 作者简介:王志亮:男,1969年生,博士,副教授,主要从事于工程力学与爆炸力学等方面教研工作

Time effect damage model of rock mass and its application to blasting engineering

WANG Zhi-liang1, ZHENG Tian-zhong2, LI Yong-chi1   

  1. 1. Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China; 2. Seawall Management Service, Wenzhou Water Resources Bureau, Wenzhou 325000, China
  • Received:2005-11-26 Online:2007-08-10 Published:2013-10-15

摘要: 为了实现爆破智能化,降低爆破带来的负面影响,通过数值模拟预估出岩体中爆破诱发损伤的大小以及分布范围在工程上具有重要意义,其中科学合理的爆破损伤模型是关键。基于岩石介质是连续的、各向同性的、且存在初始裂纹的假设,把考虑时效的岩石拉裂损伤演化方程和双线形弹塑性本构结合起来,通过用户自定义简明地嵌入到大型LS-DYNA软件中,并引入了该软件中的侵蚀算法,对半无限岩体中临空面附近爆破漏斗问题进行了重点数值模拟,计算结果比较接近实际。本文方法在工程中将具有一定的参考价值。

关键词: 爆破, 微裂纹, 时效损伤, 侵蚀算法, 爆破漏斗, 数值模拟

Abstract: In order to achieve intelligent blasting and reduce the blast-induced adverse influences, the prediction of rock damage and its distribution scope through numerical simulation is of importance in engineering. Thereinto, the reasonable damage constitutive model for rock is crucial. By assuming that the rock mass is an isotropic and continuous material with pre-existing random initial microcracks, an available rock tensile damage evolution equation considering time effect is coupled with the bi-linear elastoplastic constitutive model. Then they are succinctly incorporated into the transient dynamic code, LS-DYNA, via its user defined subroutine. In addition, the erosion algorithm in LS-DYNA is employed. The tensile damage and blasting crater near the free-surface of semi-infinite rock mass is numerically simulated; and the numerical results are satisfactory. This method presented herein has some reference value in rock blasting.

Key words: blasting, micro-crack, time effect damage, erosion algorithm, blasting crater, numerical simulation

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[1] 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.
[2] 姜立春, 罗恩民, 沈彬彬, . 多自由度模型法的立体采空区群爆破 动力响应研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2407-2415.
[3] 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.
[4] 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.
[5] 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.
[6] 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.
[7] 邓 珂, 陈 明, 卢文波, 严 鹏, 冷振东, . 地应力对坝肩槽预裂爆破成缝的影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1121-1128.
[8] 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.
[9] 杨爱武, 潘亚轩, 曹 宇, 尚英杰, 吴可龙, . 吹填软土低位真空预压室内试验及其数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 539-548.
[10] 汪华斌, 李建梅, 金怡轩, 周 博, 周 宇, . 降雨诱发边坡破坏数值模拟两个关键问题 的解决方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 777-784.
[11] 胡帅伟, 陈士海, . 爆破振动下围岩支护锚杆动力响应解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 281-287.
[12] 陈上元, 赵 菲, 王洪建, 袁广祥, 郭志飚, 杨 军, . 深部切顶沿空成巷关键参数研究及工程应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 332-342.
[13] 郑俊杰, 吕思祺, 曹文昭, 景 丹, . 高填方膨胀土作用下刚柔复合桩基 挡墙结构数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 395-402.
[14] 李 杨, 佘成学, 朱焕春, . 现场堆石体振动碾压的颗粒流模拟及验证[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 432-442.
[15] 张治国,张成平,马兵兵,宫剑飞,叶 铜,. 滑坡作用下既有隧道锚索加固的物理模型试验与数值模拟研究[J]. , 2018, 39(S1): 51-60.
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[1] 崔皓东,朱岳明. 二滩高拱坝坝基渗流场的反演分析[J]. , 2009, 30(10): 3194 -3199 .
[2] 赵洪宝,尹光志,李小双. 烧变后粗砂岩抗拉特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1143 -1146 .
[3] 徐兴华,尚岳全,王迎超. 滑坡灾害综合评判决策系统研究[J]. , 2010, 31(10): 3157 -3164 .
[4] 陈智强,张永兴,周检英. 基于数字散斑技术的深埋隧道围岩岩爆倾向相似材料试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 141 -148 .
[5] 杜文琪,王 刚. 土工结构地震滑动位移统计分析[J]. , 2011, 32(S1): 520 -0525 .
[6] 鄢治华,刘志伟,刘厚健. 黄河阶地上某电厂高边坡参数选取及其工程治理[J]. , 2009, 30(S2): 465 -468 .
[7] 许振浩 ,李术才 ,李利平 ,侯建刚 ,隋 斌 ,石少帅. 基于层次分析法的岩溶隧道突水突泥风险评估[J]. , 2011, 32(6): 1757 -1766 .
[8] 张乐文 ,张德永 ,邱道宏. 径向基函数神经网络在地应力场反演中的应用[J]. , 2012, 33(3): 799 -804 .
[9] 李顺群 ,高凌霞 ,柴寿喜. 冻土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究[J]. , 2012, 33(4): 1173 -1177 .
[10] 姚 池 ,姜清辉 ,叶祖洋 ,周创兵 . 裂隙网络无压渗流分析的初流量法[J]. , 2012, 33(6): 1896 -1903 .