›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (2): 219-223.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

单临空面岩体中爆破诱发损伤的数值分析

王志亮1,王建国2,李永池1   

  1. 1. 中国科学技术大学 力学与机械工程系,合肥 230027;2. 新加坡国立大学 热带海洋研究所,新加坡 119260
  • 收稿日期:2005-08-08 出版日期:2006-02-10 发布日期:2013-10-25
  • 作者简介:王志亮,男,1969年生,博士后,主要从事于岩土工程、爆炸力学、计算力学等方面研究

Numerical analysis of blast-induced damage in rock mass with single free-face

WANG Zhi-liang1, J.G. WANG 2, LI Yong-chi1   

  1. 1. Department of Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China; 2. Tropical Marine Science Institute, National University of Singapore, Singapore 119260, Singapore
  • Received:2005-08-08 Online:2006-02-10 Published:2013-10-25

摘要: 岩石的抗压强度远大于其抗拉强度,所以在单临空面岩体爆破中,工程技术人员关注的不仅是炮孔附近的塑性压剪损伤,更多的是临空面附近的拉裂损伤,临空面若是地表,可能会影响到施工的安全,甚至造成一定的经济损失。以往这类损伤问题的数值模拟中大多只偏向于一方面:或忽略压剪损伤,或不考虑拉裂损伤,故所得出的结论难以满足工程需要。基于合理的应力修正方式,把现有的岩石拉-压损伤本构以简明的方式嵌入到大型LS-DYNA软件中,对单临空面岩体中的柱形和球形药包爆破问题进行了数值模拟,计算结果表明该法能较好地预测岩体中爆破诱发的拉裂、压缩损伤的分布规律和演化趋势。

关键词: 岩体, 单临空面, 工程爆破, 损伤, 数值分析

Abstract: Rock mass has much higher compressive strength than tensile strength, so engineers concern about not only plastic compressive-shear damage around charge hole but also tensile damage near the free-face when blast occurs in rock with a single free-face. These damages may touch upon construction safety and even property loss if the free-face is just ground surface. Previous researches ignore either compressive-shear damage or tensile damage, thus the conclusions drawn are difficult to meet the needs of engineering. Based on reasonable modes of stress revision, this paper incorporates an existing damage constitutive model which can separately consider tensile damage and compressive-shear damage into the commercial FEM software, LS-DYNA. Cylindrical and spherical explosions in rock mass with a single free-face are then numerically simulated. The results show that this method can well predict the distribution and evolution of blast-induced compressive and tensile damages.

Key words: rock mass, single free-face, engineering blasting, damage model, numerical analysis

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[1] 汪 杰, 宋卫东, 谭玉叶, 付建新, 曹 帅, . 水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1731-1739.
[2] 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.
[3] 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.
[4] 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.
[5] 朱赛楠, 殷跃平, 李 滨, . 二叠系炭质页岩软弱夹层剪切蠕变特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1377-1386.
[6] 蒋海明, 李 杰, 王明洋, . 块系岩体滑移失稳中低摩擦效应的理论与试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1405-1412.
[7] 高 峰, 熊 信, 周科平, 李杰林, 史文超, . 冻融循环作用下饱水砂岩的强度劣化模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 926-932.
[8] 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.
[9] 李 宁, 杨 敏, 李国锋. 再论岩土工程有限元方法的应用问题[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1140-1148.
[10] 郑黎明, 张洋洋, 李子丰, 马平华, 阳鑫军, . 低频波动下考虑孔隙度与压力不同程度变 化的岩土固结渗流分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1158-1168.
[11] 俞 缙, 张 欣, 蔡燕燕, 刘士雨, 涂兵雄, 傅国锋, . 水化学与冻融循环共同作用下砂岩细观损伤 与力学性能劣化试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 455-464.
[12] 康燕飞, 陈 结, 姜德义, 刘 伟, 范金洋, 吴 斐, 蒋昌奇, . 不同温度条件下盐岩卤水浸泡后损伤自恢复特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 601-609.
[13] 郑广辉, 许金余, 王 鹏, 方新宇, 王佩玺, 闻 名, . 冻融循环作用下层理砂岩物理特性及劣化模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 632-641.
[14] 柯志强, 王环玲, 徐卫亚, 林志南, 吉 华, . 含横向节理的柱状节理岩体力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 660-667.
[15] 李 崴, 王者超, 毕丽平, 刘 杰, . 辐射流条件下裂隙岩体渗透性表征单元体尺寸 与等效渗透系数[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 720-727.
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[1] 吴 琼,唐辉明,王亮清,林志红. 库水位升降联合降雨作用下库岸边坡中的浸润线研究[J]. , 2009, 30(10): 3025 -3031 .
[2] 吴昌瑜,张 伟,李思慎,朱国胜. 减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3181 -3187 .
[3] 和法国,谌文武,韩文峰,张景科. 高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究[J]. , 2009, 30(12): 3803 -3807 .
[4] 雷永生. 西安地铁二号线下穿城墙及钟楼保护措施研究[J]. , 2010, 31(1): 223 -228 .
[5] 尚守平,岁小溪,周志锦,刘方成,熊 伟. 橡胶颗粒-砂混合物动剪切模量的试验研究[J]. , 2010, 31(2): 377 -381 .
[6] 肖 忠,王元战,及春宁,黄泰坤,单 旭. 波浪作用下加固软基上大圆筒结构稳定性分析[J]. , 2010, 31(8): 2648 -2654 .
[7] 黎剑华,徐 斌,徐满清,刘优平. 层状饱和土体中排桩对简谐荷载隔振效果分析[J]. , 2010, 31(S2): 12 -18 .
[8] 曾文泽,艾智勇. 轴对称多层可压缩渗透各向异性岩基固结分析[J]. , 2010, 31(S2): 212 -217 .
[9] 田启强,侯兴民,王自法. 基于块体基础自由振动计算地基阻尼比的新方法[J]. , 2011, 32(1): 211 -216 .
[10] 柴 波,殷坤龙,陈丽霞,李远耀. 岩体结构控制下的斜坡变形特征[J]. , 2009, 30(2): 521 -525 .