岩石感应爆破的数字仿真[外文翻译].rar

岩石感应爆破的数字仿真




摘 要:
在当今的研究中，Johnson-Holmquist(J-H)材料模型被用于商业软件LS-DYNA通过用户子程序模拟岩石感应爆破。J-H模型由强度模型组成,适用于完整的材料和完全碎裂的材料。影响平滑爆破的关键因素，即，负载等级，与自由面的距离，重力，以及先前存在的接合面等等，在爆破模式上是不确定的。根据仿真结果，岩石爆破模式是明显受负载等级影响的。断裂控制技术，即岩孔刻槽爆破也可以模拟仿真.断裂控制技术的有效性已被证实。在当今的研究中，数字模拟再现了被其他观察者观察到的著名现象。它有潜力应用于实际的爆破控制和气压液压断裂工程。
关键词:
数字模拟;LS-DYNA；Johnson–Holmquist材料模型；岩石破碎；爆破控制
1. 介绍
多年来，钻孔爆破法广泛用于地底挖掘和建筑，现在仍然是岩石碎裂的普遍方法。然而，关于岩石碎裂加工过程的清晰描述仍然缺乏。当炸药引爆，化学反应迅速发生,相对少量的炸药转化成高温气体。反应导致两中载荷作用于岩孔壁上，即持续时间较长的压力波和气压[1,2]，岩石碎裂将会在随后开始并传播到周围岩体上。在成对的岩孔爆破中，从岩孔表面到一个特殊深度可能会形成一个碎裂带。最近的研究显示，当气压进一步扩展碎裂带时，重力波是断裂带和周围放射状碎裂开始进行的主要诱因[2]。
岩石爆破的调查和作用效果实验(缩小比例的或实际尺寸的实验)非常昂贵并且浪费时间。另一方面，数字方法，派生于合理的机械原则和实验数据的确认，显示了一个有希望的来展示岩石感应爆破过程。相当客观可观的结果已经被引导到岩石材料的不连续体[2,3-7]，连续体[8-18]和连续体-不连续体模型[19]。对于不连续体模型，岩石被描绘为连续元素的集合(例如：粒子和弹簧)，当两元素连接处的压力超过临界值，断裂就开始了。然而,它要求大量的关于空间分布的数据，岩石连接处的几何机械性质,正常情况下那几乎是不可能的。
连续体损伤力学也被认为适合描述应力波引起的爆破过程。岩石是有微裂纹的脆性材料这一事实是连续体损伤力学的基础。岩石材料的破碎就是这些微裂纹的增长和集结过程.岩石材料的强度取决于临界微裂纹的强度和分布情况。可用单一的变量，或多个变量来描述材料变化的情形。对于连续体损伤模型，很难定义一个恰当的损伤演化定律。