基于模型實(shí)驗(yàn),利用數(shù)值分析方法研究了爆炸作用下錨固洞室的振動(dòng)速度分布規(guī)律,探討了錨桿間距與長(zhǎng)度對(duì)振動(dòng)速度的影響。結(jié)果表明:在頂爆作用下,錨桿加固前后地下洞室拱頂、拱腳、側(cè)墻、拱底振動(dòng)速度峰值依次減小,錨桿能夠起到減小振動(dòng)速度的效果;集中裝藥爆炸后應(yīng)力波以球形向四周傳播,在應(yīng)力波與地下洞室作用之前,振動(dòng)速度的方向沿著徑向由外向內(nèi),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度先增加后減小;當(dāng)應(yīng)力波與地下錨固洞室相互作用后,振動(dòng)速度在地下錨固洞室自由面以及錨固區(qū)與非錨固區(qū)之間發(fā)生放大效應(yīng),并且改變了錨固洞室洞壁振動(dòng)速度的方向;在頂爆作用下,隨著錨桿長(zhǎng)度的增加,相同間距地下錨固洞室洞壁拱頂振動(dòng)速度峰值逐漸增大,拱腳和側(cè)墻振動(dòng)速度峰值逐漸減小,拱底振動(dòng)速度峰值變化較小。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

分析(simulation)圖9模擬結(jié)果與Fig.9Comparisonbetweendamaged(a)數(shù)值

洳??撓跋歟??隕銑曬?萇倏?慮振動(dòng)速度分布規(guī)律。然而目前國(guó)內(nèi)把振動(dòng)速度作為安全評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，故本文在模型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用數(shù)值分析方法研究爆炸荷載作用下錨固洞室的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度(PPV)分布規(guī)律，探討不同錨桿間距及長(zhǎng)度對(duì)其產(chǎn)生的影響，為爆炸荷載作用下錨桿的設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供參考。2數(shù)值計(jì)算模型2.1模型參數(shù)及網(wǎng)格劃分本數(shù)值模型參考文獻(xiàn)[12]建立，將其簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變問(wèn)題，模型寬×高為240cm×230cm，洞室為直墻圓拱形，跨度、高度、圓拱半徑分別為60cm、40cm、35cm，如圖1所示。圖1模型簡(jiǎn)圖(單位：cm)Fig.1Modeldiagram(unit：cm)圖1中P1、P2是兩個(gè)壓應(yīng)力時(shí)程曲線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并在洞壁拱頂、拱腳、側(cè)墻、拱底設(shè)置振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別為V1、V2、V3、V4。數(shù)值分析中考慮四種錨桿間距(3cm、4cm、6cm、9cm)和五種長(zhǎng)度(12cm、18cm、24cm、30cm、36cm)。爆炸動(dòng)載是通過(guò)在距裝藥中心半徑為10cm的爆腔中施加如圖2所示的實(shí)驗(yàn)爆炸壓力時(shí)程曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，爆炸源中心距洞頂83cm，左右邊界及模型下部用無(wú)限元來(lái)模擬半無(wú)限體。數(shù)值模擬使用適合爆炸計(jì)算的顯示分析求解器。洞室采用分區(qū)劃分網(wǎng)格，即在幾何規(guī)則的區(qū)域使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)，在復(fù)雜邊界區(qū)域使用自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，網(wǎng)格采用四邊形平面應(yīng)變單元，如圖3所示。根據(jù)文獻(xiàn)[13]及本文的試算，選取網(wǎng)格尺寸為10mm。圖2爆炸壓力時(shí)程曲線Fig.2Thetimehistoricalcurveofblastingpressure圖3網(wǎng)格劃分示意圖Fig.3Meshingdiagram2.2模型本構(gòu)模型的巖石采用能夠較好地反映巖石等準(zhǔn)脆性材料在爆炸荷載下?lián)p傷狀態(tài)的混凝土?

×230cm，洞室為直墻圓拱形，跨度、高度、圓拱半徑分別為60cm、40cm、35cm，如圖1所示。圖1模型簡(jiǎn)圖(單位：cm)Fig.1Modeldiagram(unit：cm)圖1中P1、P2是兩個(gè)壓應(yīng)力時(shí)程曲線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并在洞壁拱頂、拱腳、側(cè)墻、拱底設(shè)置振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別為V1、V2、V3、V4。數(shù)值分析中考慮四種錨桿間距(3cm、4cm、6cm、9cm)和五種長(zhǎng)度(12cm、18cm、24cm、30cm、36cm)。爆炸動(dòng)載是通過(guò)在距裝藥中心半徑為10cm的爆腔中施加如圖2所示的實(shí)驗(yàn)爆炸壓力時(shí)程曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，爆炸源中心距洞頂83cm，左右邊界及模型下部用無(wú)限元來(lái)模擬半無(wú)限體。數(shù)值模擬使用適合爆炸計(jì)算的顯示分析求解器。洞室采用分區(qū)劃分網(wǎng)格，即在幾何規(guī)則的區(qū)域使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)，在復(fù)雜邊界區(qū)域使用自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，網(wǎng)格采用四邊形平面應(yīng)變單元，如圖3所示。根據(jù)文獻(xiàn)[13]及本文的試算，選取網(wǎng)格尺寸為10mm。圖2爆炸壓力時(shí)程曲線Fig.2Thetimehistoricalcurveofblastingpressure圖3網(wǎng)格劃分示意圖Fig.3Meshingdiagram2.2模型本構(gòu)模型的巖石采用能夠較好地反映巖石等準(zhǔn)脆性材料在爆炸荷載下?lián)p傷狀態(tài)的混凝土塑性損傷本構(gòu)模型(CDP)。該模型具體參數(shù)見(jiàn)表1，其中b0、c0和cK分別是軸向初始屈服壓應(yīng)力、非等軸向初始屈服壓應(yīng)力和表征偏應(yīng)力平面上屈服曲線形狀的參數(shù)。相關(guān)曲線如圖4~圖7所示，其中：c為單軸壓縮應(yīng)力；c為單軸壓縮應(yīng)變；t為單軸拉伸應(yīng)力；t為單軸拉伸應(yīng)變；plt為等效拉伸塑性應(yīng)變；plc為等效壓縮塑性應(yīng)變；d為損傷因子。巖石強(qiáng)度和應(yīng)變率?


本文編號(hào)：3092275