不同位置爆源作用下硐室围岩损伤规律的数值模拟研究

摘要

爆破作用下硐室围岩的损伤扩展过程对硐室抗爆设计具有重要意义。为探究不同位置爆源作用下硐室围岩的损伤扩展规律，利用有限元模拟软件ANSYS/LS-DYNA建立了顶爆、拱顶侧爆、侧爆、底部侧爆及底爆5个等爆源距数值计算模型，对模型中的岩体采用RHT模型分析了不同位置爆源作用下硐室围岩的损伤扩展过程。在此基础上，在模型中沿爆源至硐室边界处等距离地设置了10个振速监测点，研究了爆源中心至硐室边界处的振动速度衰减规律。结果表明：相同爆源距不同爆源位置下硐室围岩的损伤扩展规律为首先在距爆源最近距离处出现“损伤点”,在“损伤点”形成后，损伤区沿着硐室边界逐步扩展，最终形成沿硐室边界处的损伤区。相较于爆破振动速度衰减规律，爆破振动波在硐室围岩处发生全反射，使硐室围岩处爆破振动速度出现放大效应。同时，爆源至硐室围岩处的损伤演化与峰值振速变化规律相互对应，将硐室围岩处峰值振速放大效应与硐室围岩的损伤结合，认为硐室围岩是否产生损伤可通过监测其振动速度进行确定。

关键词

不同爆源位置 / RHT模型 / 围岩损伤 / 振动速度 / 数值模拟

基金资助

湖南省教育厅资助科研项目(20A196); 湖南省自然科学基金项目(2021JJ40211)