简介:采用显式动力分析软件LS-DYNA,对内部近距离化爆作用下花岗岩洞室的损伤破坏过程进行了数值模拟,考虑了炸药空气结构之间的流固耦合作用以及花岗岩材料本构模型的高应变率、高静水压和损伤效应。结果表明,在内部近距离爆炸冲击作用下,该洞室围岩损伤具有时空特征与结构层次特征:首先,爆心截面附近岩石受压产生材料损伤,损伤范围随装药量的增加逐渐增大;其次,爆炸冲击波在洞室端部会聚,反射超压显著增大,引起该处岩石的材料压缩损伤;最后,随着洞室侧壁位移与端部位移的先后增大,在侧壁与端部交界处产生撕裂,在侧壁形成平行于轴向的裂缝,且随着药量的增加,两处裂缝将逐渐扩展、贯通,结构破坏风险随之增大。本工作可为硬岩中抗爆结构设计及相关工程建设提供借鉴与参考。
简介:为研究球面波在介质中的演化规律,分析了0.125gTNT、直径为5mm的炸药球填实爆炸加载下花岗岩中球面波传播的时域特征,结合实验结果与黏弹性球面波传播理论,提出了一种球面波粒子速度的频域分析方法。结果表明,花岗岩中粒子速度峰值和比例粒子位移峰值在靠近爆心的区域衰减慢、远离爆心的区域衰减快;在高频下,花岗岩中频率衰减因子α(ω)和波数k(ω)均与圆频率ω近似成线性关系,由不同相邻位置实测的粒子速度信息得到的α(ω)和k(ω)各不相同;在半径约为30mm(比距离约为60m·kt^-1/3)处,粒子速度峰值的衰减规律出现由慢变快的转折。同时,基于对α(ω)和k(ω)的线性近似,对粒子速度波形进行了反演。与传统的局部理想弹性假设方法相比,本文方法可以提高粒子速度峰值的预测精度,但对波传播演化过程中波形形状的预测精度不高。
简介:目的:研究高温热开裂后红砂岩的物理力学性能和渗透性的量化变化规律。创新点:1.相比于传统液体稳态流渗透率测试法耗时多的缺点,本文通过氮气渗透方式,可快速获得低渗透率岩样的稳态流渗透率;2.从裂隙体积变化角度,分析不同温度热开裂红砂岩在三轴压缩条件下的各裂隙发展阶段,讨论其与渗透性演化的关系。方法:1.通过纵波波速测试和带渗透性实时监测的三轴压缩试验等手段,获得热处理后红纱岩基本物理力学性质参数(表1和表2)、不同围压下的全应力.应变关系曲线、轴向应变.体变关系曲线以及渗透率变化曲线(图4和图8);2.通过理论分析和计算,获得轴向应变与裂隙体变的关系曲线(图9),分析裂隙演化5个阶段中渗透率的演化规律。结论:1.由20到200℃,红砂岩原生孔隙和裂隙发生闭合,增加了试样密实度,并引起强度和弹模的提高以及初始渗透率的降低;从200到600℃,红砂岩内部结构逐渐劣化,导致强度和弹模降低,峰值应变和初始渗透率提高;2.加载过程中试样渗透率随裂隙的演化而变化,裂隙演化可分为压密、线弹性变形、裂隙稳定发展、宏观剪切破坏和应变软化5个阶段。这5个阶段中渗透率变化趋势不同;3.当受热温度继续增大至800℃时,红砂岩出现严重的裂纹致使其破坏。