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爆炸气体驱动下岩体破裂的有限元-离散元模拟
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2015.8.1
  • 页码:2419-1415
  • 分类:TU452[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]北京工业大学建筑工程学院,北京100124, [2]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071
  • 相关基金:国家自然科学青年基金项目(No.11202223);国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2014CB047100,No.2011CB013505).
  • 相关项目:岩体多裂隙扩展的连续-非连续分析方法
作者: 孙冠华|
中文摘要:

在原有有限元/离散元(FEM/DEM)耦合分析方法中,实现了一种新的爆破计算模型。该模型考虑了在爆生气体的作用下,随着裂隙的扩展,气体占据的体积不断增大,气体压力逐渐减小这一问题。同时考虑了气体嵌入与爆腔联通的裂隙对裂隙的作用力。克服了原有FEM/DEM方法中的爆破模型仅仅将压力施加于爆腔四周的岩壁上,无法考虑爆生气体嵌入生成的裂隙对裂隙的作用。提出了一种新颖的贯通裂隙网络形成的递归搜索算法,只需通过编写一个简单的递归函数,即可实现复杂裂隙网络的搜索,采用一种简洁的方法完成了对复杂问题的处理。最后通过一个爆破算例,结果表明FEM/DEM方法可以对爆炸过程中应力波的传播及岩体中裂纹的萌生、扩展进行全程捕捉,展现了该方法用于爆破模拟的潜力。

英文摘要:

Based on original FEM/DEM coupling analysis method, a new model for blast simulation is implemented. The model considers increasment of the volume occupied by the gas and stable decrease in gas pressure with the expansion of cracks due to the blast gas embedding, and also takes into account the action of gas on the fissures linked at the explosion chamber. The limitation is overcome in the existing blasting model of FEM/DEM, where the pressure is only applied on the surface rock of blasting chamber without considering action of the embedded gas on the newly generated cracks. Meanwhile, a novel search algorithm of fracture network is proposed by compiling a simple recursive function for the search of complex fracture network; and a very simple method is used to handle the complex problem. Finally, a numerical example indicates that the improved FEM/DEM can simulate crack initiation and propagation of stress waves during explosion, showing a great potential of this method for the blast simulation.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873