為探究不同角度巖體結(jié)構(gòu)面的沖擊動態(tài)響應規(guī)律,基于ABAQUS數(shù)值分析平臺建立了二維模型,模型上部中點施加沖擊速度為30 m/s的荷載,采用ABAQUS/Explicit求解,結(jié)果表明:當結(jié)構(gòu)面的傾斜角度增大時,端部的Mises應力峰值有所減小;在以結(jié)構(gòu)面端部為起點豎直向下的路徑上,應力以函數(shù)f（x）=ax^b的關系衰減。通過建立三維模型,對地應力場中含平面狀結(jié)構(gòu)面巖體的沖擊動態(tài)響應進行了數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明:當巖體中結(jié)構(gòu)面幾何形狀為平面時,應力易在結(jié)構(gòu)面端部聚集;結(jié)構(gòu)面端部和下部的應力峰值和實際巖體從結(jié)構(gòu)面中部折斷或端部起裂破壞的情況相符。 

【文章來源】：化工礦物與加工. 2020,49(11)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

應力波入射示意圖

A組4個模型的結(jié)構(gòu)面角度分別為0°、15°、30°、45°,截取模型中間部分,如圖4所示。提取結(jié)構(gòu)面左右兩側(cè)分析點的Mises應力,其隨時間的變化規(guī)律如圖5(a)、圖5(b)所示。由圖5(a)可知,結(jié)構(gòu)面左側(cè)分析點在60 μs左右時,應力快速增長到峰值,分別為71.91、66.21、50.44、40.55 MPa,其隨著結(jié)構(gòu)面傾斜角度的增大而降低,這是由應力波在結(jié)構(gòu)面上側(cè)反射程度增強所致;隨后震蕩下降,在200 μs和270 μs左右時,再次出現(xiàn)峰值,后又震蕩下降,峰值大小同樣隨著結(jié)構(gòu)面傾斜角度的增大而降低;4個分析點的整體Mises應力幅值呈下降趨勢,可見結(jié)構(gòu)面傾斜角度變化會引起應力波傳播經(jīng)過端部區(qū)域時的峰值改變,也說明在此區(qū)域所集聚的能量場有所下降。右側(cè)分析點變化規(guī)律與左側(cè)相似。

式中,a代表衰減路徑起始值大小,b表征衰減快慢,a和b的取值見表2。Mises應力在路徑上隨距離衰減速度的快慢體現(xiàn)為指數(shù)b的變化。由表2可知,隨著時間的延長,b值減小,即應力波衰減速度放緩;a值隨時間的延長而逐漸減小,符合分析點處峰值震蕩下降的規(guī)律。模型A2、A3、A4的變化規(guī)律同樣符合上述擬合函數(shù)。

【參考文獻】：
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本文編號：3354092