為了研究巖石在深部高地應力下的爆破損傷演化規(guī)律,基于HJC損傷本構(gòu)建立巖石雙孔爆破模型,采用隱-顯式序列算法,綜合考慮炮孔間的相互作用、埋深以及側(cè)應力系數(shù)因素的影響,設(shè)置不同工況條件開展數(shù)值計算。結(jié)果表明:無地應力條件下,在孔距50～130 cm變化的過程中,發(fā)現(xiàn)沿炮孔孔心連線方向的損傷半徑逐漸增大,垂直孔心線方向損傷半徑逐漸減小;有效破碎面積的變化呈現(xiàn)鐘形曲線,存在最佳孔間距d=70 cm使孔間損傷裂紋貫通的同時,有效破碎面積達到最大。地應力工況條件下,在側(cè)應力系數(shù)λ=1時,有效破碎面積減小,x和y方向損傷半徑均減小,損傷裂紋的擴展受到抑制。而在λ≠1時,損傷裂紋更偏向于地應力較大的方向發(fā)育,另一方向的損傷擴展受到抑制。深度即地應力的大小對巖體爆破效果并無線性關(guān)系,深度越大,對應側(cè)應力系數(shù)下地應力對爆破效果的作用越明顯。

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【部分圖文】：

圖1數(shù)值計算模型

模型由炸藥、巖體組成,炸藥采用流體單元ALE建模,巖體采用拉格朗日固體單元SOLID164,數(shù)值計算模型如圖1所示。該模型尺寸為500cm×200cm,裝藥半徑2.5cm;裝藥半徑保持不變時,雙孔間距d分別為50、70、90、110、130cm;計算方法采用多物質(zhì)流固耦合....

圖2HJC本構(gòu)模型

式中:Δμp、Δεp為單個計算循環(huán)內(nèi)單元的塑性體積以及等效塑性應變增量;εpf、μpf分別為常壓條件下巖體破碎的等效塑性應變、塑性體積應變;T*=T/fc為巖石最大標準化拉伸應力,T為材料最大拉伸強度;D1、D2為巖石材料的本構(gòu)常量;σ*=σ/fc為標準等效應力,σ為....

圖3有效應力云圖以及損傷云圖(d=70cm)

從計算結(jié)果中發(fā)現(xiàn)損傷演化基本在500μs已經(jīng)趨于穩(wěn)定,故結(jié)果處理中顯示了500μs內(nèi)的相關(guān)結(jié)果。由于篇幅限制,僅提取500μs內(nèi)d=70cm時的有效應力云圖以及損傷云圖(見圖3);另將t=500μs時孔間距d分別為50、70、90、110、130cm的損傷云圖結(jié)果顯示....

圖4不同孔間距的損傷結(jié)果(t=500μs)

圖3有效應力云圖以及損傷云圖(d=70cm)在工程實踐中,通常認為[19]損傷值D>0.1的區(qū)域爆破效果較好,破碎塊度合適,故將D>0.1的區(qū)域作為有效破碎區(qū);提取不同孔間距條件下的有效破碎區(qū),并通過后處理求得各孔間距條件下有效破碎區(qū)損傷區(qū)面積及x、y方向損傷半徑(見圖5)。

本文編號：3952251