【摘要】：研究爆炸動(dòng)載對(duì)既有洞室安全穩(wěn)定性的影響具有重要現(xiàn)實(shí)意義,但由于爆炸動(dòng)載作用機(jī)理復(fù)雜、影響因素眾多,使得對(duì)這一問(wèn)題的研究與解決比較困難,仍有許多問(wèn)題有待解決。本文主要運(yùn)用有限元程序進(jìn)行數(shù)值分析,從洞室周邊不同位置施加爆炸動(dòng)載,較為全面的研究了錨固洞室的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。主要研究工作與成果如下:(1)運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA有限元程序,模擬了爆源位置分布在拱頂、拱側(cè)、及直墻側(cè)時(shí),毛洞與錨固洞室圍巖中的爆炸破壞過(guò)程,并基于已有模型試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了所取計(jì)算模型、分析方法以及模擬結(jié)果的合理性,結(jié)果表明:數(shù)值計(jì)算過(guò)程較為穩(wěn)定,結(jié)果具有較高置信度,可作同條件對(duì)比分析,能夠作為研究爆炸動(dòng)載對(duì)洞室作用影響問(wèn)題的參考依據(jù)。(2)根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果,研究了不同位置爆源作用下,應(yīng)力波在洞室圍巖中的傳播作用規(guī)律、圍巖動(dòng)態(tài)裂紋形成分布特征、洞壁位移分布規(guī)律以及頂?shù)装寮铀俣软憫?yīng)特性,研究發(fā)現(xiàn):反射拉伸波造成了模型圍巖發(fā)生裂紋破壞現(xiàn)象,相同爆炸荷載條件下,毛洞破壞現(xiàn)象比錨固洞室要明顯,洞室周邊范圍內(nèi),迎爆側(cè)部圍巖破壞最為嚴(yán)重,研究結(jié)果對(duì)洞室的抗爆設(shè)計(jì)及施工具有參考意義。(3)根據(jù)錨桿單元的軸向應(yīng)力時(shí)程曲線特征,以及錨桿沿長(zhǎng)度方向的應(yīng)力變化情況,研究了錨桿的動(dòng)載響應(yīng)特性及其軸向應(yīng)力分布情況,得到了不同位置爆源作用下,洞室周邊錨桿的受力特征及分布規(guī)律,為錨桿抗爆加固技術(shù)的研究提供了參考。
[Abstract]:It is of great practical significance to study the influence of explosive dynamic load on the safety and stability of existing caverns. However, due to the complexity of explosive dynamic load mechanism and many influencing factors, it is difficult to study and solve this problem, and there are still many problems to be solved. In this paper, the finite element program is used for numerical analysis, and the dynamic response characteristics of anchoring caverns are studied comprehensively by applying explosive dynamic loads from different positions around the caverns. The main research work and achievements are as follows: (1) using ANSYS/LS-DYNA finite element program, the explosion failure process in the surrounding rock of pores and anchoring caverns is simulated when the explosion source is distributed in the arch roof, arch side and straight wall side. Based on the existing model test, the calculation model, analysis method and the rationality of the simulation results are verified. The results show that the numerical calculation process is stable and the results have high confidence. It can be used as a reference for the study of the influence of explosive dynamic load on the action of caverns. (2) according to the results of numerical calculation, the propagation law of stress wave in surrounding rock of caverns, the distribution characteristics of dynamic cracks in surrounding rock, the displacement distribution of caverns wall and the acceleration response characteristics of roof and floor under the action of explosion sources at different positions are studied. It is found that the reflected tensile wave causes crack failure in the surrounding rock of the model. Under the same explosion load, the failure phenomenon of the pores is more obvious than that of the anchoring caverns, and the surrounding rock damage of the explosion side is the most serious in the surrounding range of the caverns. The research results have reference significance for the anti-explosion design and construction of the caverns. (3) according to the characteristics of the axial stress time history curve of the anchor element and the stress variation of the anchor rod along the length direction, The dynamic load response characteristics and axial stress distribution of anchor rod are studied, and the stress characteristics and distribution law of bolt around caverns under the action of explosion source in different positions are obtained, which provides a reference for the research of bolt anti-explosion reinforcement technology.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：2507320