基于LS-DYNA的切缝药包爆破数值模拟分析下载

weixin_39820835 2020-10-02 01:00:52

通过LS-DYNA数值软件模拟了普通药包和切缝药包在岩石中的爆炸过程,研究了爆炸过程中爆生产物的传播过程及炮孔壁空气应力值特性。结果表明:普通药包和切缝药包炸药内的爆炸过程一致;切缝药包炸药内爆炸完成后,爆生产物在切缝处聚集释放,切缝管在爆生产物的推动下向外移动,切缝方向岩石产生初始裂纹,应力明显大于非切缝方向;切缝药包切缝方向炮孔壁空气最先达到应力峰值且作用时间相对较长,切缝药包定向断裂效果显著。
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通过LS-DYNA数值软件模拟了普通药包和切缝药包在岩石中的爆炸过程,研究了爆炸过程中爆生产物的传播过程及炮孔壁空气应力值特性。结果表明:普通药包和切缝药包炸药内的爆炸过程一致;切缝药包炸药内爆炸完成后,爆生产物在切缝处聚集释放,切缝管在爆生产物的推动下向外移动,切缝方向岩石产生初始裂纹,应力明显大于非切缝方向;切缝药包切缝方向炮孔壁空气最先达到应力峰值且作用时间相对较长,切缝药包定向断裂效果显著。

本文主要结合工程爆破领域定向断裂控制爆破技术的发展与应用,详细介绍切缝药包爆破技术的发展、现状以及使用过程中遇到的问题。回顾了理论分析、试验研究、数值模拟等方面切缝药包爆破技术的作用机理、装备设计及实施方法,并从爆炸力学、岩石断裂力学、数值计算方法等方面概述了切缝药包爆破应用技术的作用机理。最后总结了切缝药包爆破技术的优缺点、对其作用机理的研究及其在爆破工程领域的应用,为业内同行提供参考。

应用脉冲全息干涉及动光弹测试技术，通过切缝药包爆破模型试验，分析了切缝药包爆破断裂成缝机理，并在此基础上进行了生产试验。试验结果表明。采用切缝药包爆破可以精确地控制岩石断裂方向。

在分析不同切缝药包的基础上,提出一种适合含水炮孔条件的新型水介质不耦合切缝药包,与其它不同形式切缝药包进行对比实验.在单孔、3孔条件下进行了模拟爆破试验,测试和分析了不同切缝药包爆破应变波,并对3孔条件下爆破的定向断裂效果和损伤进行了测试分析.结果表明:水介质不耦合切缝药包具有很好的定向断裂效果,切缝宽度为2~6 mm、不耦合系数为1.2~2.0时都有明显的定向效果.最后分析了爆炸水射流切缝药包作用下的岩体开裂机理.

将切缝药包定向断裂爆破技术引入到掏槽爆破中,以解决制约中深孔爆破的瓶颈性问题。首先进行了砂浆模型试验,对切缝药包定向断裂性能进行了研究;其次结合砂浆模型试验结果,进行了矩形切缝药包掏槽爆破现场试验;最后在上述试验的基础上,进行了全断面爆破现场试验。试验结果表明:切缝药包爆破具有极强的定向成缝效果;矩形和三角形切缝药包掏槽全断面爆破的炮眼利用率分别为94.5%和93.1%。切缝药包掏槽爆破极大地提高了炸药的使用效率,有效地消除了深部围岩的夹制作用,为深部岩体掘进爆破提供了一种新的解决途径。

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