爆破动应力对岩质边坡损伤破坏作用机理

分析了爆破动应力在岩质边坡中的分布规律,推导出了爆破动应力与质点振速及岩体物理力学参数间关系的计算表达式。分析讨论了由爆破产生的附加动应力与岩质边坡中的应力场及岩体介质中的裂纹损伤场相互耦合作用机理,并推导出了裂纹初裂强度表达式。从断裂力学及损伤力学的理论出发,建立了节理裂隙岩体的等效柔度张量以及在爆破动应力作用下裂隙岩体的附加柔度张量。从所建立的柔度张量关系式中可知,当有爆破动应力存在时,增大了岩体的柔度张量,削弱了岩体的强度。     

裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合分析模型

从流体扩散能量叠加原理出发，建立了裂隙岩体介质的尖流张量解析表达式。综合应用断裂力学与损伤理论，探讨了复杂应力状态一湍体在压前、拉剪应力状态下损伤的演化方程，提出了渗透胀量随裂隙损伤发展的关系以及裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场事模型。     

裂隙岩体非线性流变性态与裂隙损伤扩展过程关系研究

本文研究了裂隙岩体非线性流变性态与裂隙损伤扩展过程的相互关系。文中通过裂隙损伤的流变断裂过程分析，推求具损伤演化耦合效应的岩体非线性流变状态方程，并与宏观唯象流变状态方程相比较，以寻求岩体非线性流变参数与裂隙损伤演化率的关系。最后，用某地下厂房原位试验洞的实测位移作了检验。     

岩体爆破破碎的分形损伤模型

本文提出了一个岩体爆破破碎的分形损伤模型,认为岩体爆破破碎的过程是岩体内原有裂隙发育和损伤增长的过程,且在此过程中,裂隙发育和损伤积累都具有分形特征。在此模型的基础上编制的计算模拟程序可对岩体内的三维损伤分布进行计算,并可对爆破漏斗进行模拟。现场试验与模拟结果吻合很好,说明了该模型的合理性。     

非均匀荷载作用下层状岩体矩形裂隙力学特性分析

该文采用已发展的层状材料基本解对偶边界元方法,分析了层状裂隙岩体的力学特性。在分析无限域层状岩体中裂隙时,该对偶边界元方法退化为间断位移法。在建议的间断位移法中,只需沿裂隙一个面离散,采用9结点等参单元和非连续单元离散裂隙面。采用建议方法计算了作用有非均匀荷载矩形裂隙的间断位移。利用裂隙尖端附近的间断位移值,计算了应力强度因子。给出不同岩性组合情形时矩形裂隙应力强度因子的分布规律。     

岩体爆破破碎的分形损伤模型

本文提出了一个岩体爆破破碎的分形损伤模型，认为岩体爆破破碎的过程是岩体内原有裂隙发育和损伤增长的过程，且在此过程中，裂隙发育和损伤积累都具有分形特征。在此模型的基础上编制的计算模拟程序可对岩体内的三维损伤分布进行计算，并可对爆破漏斗进行模拟。现场试验与模拟结果吻合很好，说明了该模型的合理性。     

考虑裂隙岩体爆破损伤的装药结构研究

装药结构是改善裂隙岩体爆破效果的重要因素,结合某隧道爆破掘进工程,通过地质雷达现场岩体损伤探测及柱状装药爆破损伤理论估算,获取隧道掌子面前部裂隙岩体爆破损伤规律,并提出基于其爆破损伤规律的装药结构。雷达探测发现:隧道掌子面前部裂隙岩体受爆破开挖损伤明显,Ⅳ级岩体的裂隙区范围最大值约2.4 m,Ⅲ级岩体为1.8 m,均位于下一装药区域内,理论计算与雷达探测结果基本一致。利用获得的掌子面前方裂隙岩体的爆破损伤规律,提出了"减药非连续装药"装药结构,可减少裂隙区炮孔二分之一装药量。实践证明:该装药结构能提高爆破有效能,降低工程成本与围岩损伤。     

节理岩体中的爆破作用分析

文中对岩体节理在爆破中的破坏作用进行了详细的分析，首先对岩体进行节理和裂隙的定量描述，给出岩体破坏前的初始损伤，在此基础上利用岩体动力破坏和岩石动载破碎的新本构模型对岩体破坏过程进行分析，其结果可以描述岩体的节理间距，岩体损伤情况，从而对节理岩体的破坏有更深入的认识。     

裂隙岩体精细化数值模型构建与爆破模拟

裂隙岩体爆破数值模拟过程中，裂隙分布模型的真实性，是影响数值模拟结果的关键因素之一，现有节理裂隙构建方法难以实现三维分布上的复杂表征或是实现操作过于繁杂。为探索在LS-DYNA软件中构建三维分布上真实、复杂表征的节理裂隙模型简单可行的操作方法，通过MATLAB软件对爆破数值模型K文件进行解析重组，按照节理裂隙三维分布规律进行勾勒并赋予节理裂隙材料本构，构建出符合节理裂隙分布规律的节理岩体三维精细化数值模型。以某露天石灰石矿山为实例，开展节理裂隙三维分布规律统计分析并在台阶爆破数值模型中进行还原，基于裂隙岩体精细化数值模型，开展露天台阶爆破数值模拟试验和现场爆破试验对比研究。结果表明：采用解析重组方法构建的数值节理模型与实际节理裂隙的误差小于13%;节理裂隙面使岩体内的损伤分布规律发生了变化，与完整岩体相比，损伤范围增加了12.04%,粒径处于0～100 mm的占比降低了8.11%;爆破模拟得到的损伤结果与现场破碎效果接近，统计粒径在0～100 mm之间的碎块的占比，误差为4.16%。解析重组法构建三维节理裂隙，可行、操作简便，数值模拟结果接近实际。     

非均质含裂隙岩体预裂爆破成缝的理论分析

本文分析了预裂爆破时爆炸应力波与介质中的有限长裂隙、贯穿裂隙的相互作用过程;探讨了岩体中的结构弱面对爆炸应力波传播的影响;阑述了含裂隙岩体预裂成缝机理。     

节理面附近锚杆力学模型及其数值流形方法应用

建立了节理面附近锚杆的梁单元模型。该锚杆模型不仅能够准确模拟结构面附近锚杆与结构面的相互作用,而且可以综合反映锚杆的拉压、剪切、弯曲变形以及锚杆进入塑性屈服后的硬化特性。基于该锚杆模型以及数值流形方法的基本原理,发展了锚固节理岩体的流形元模拟方法。由于在数值流形方法中锚杆构件可作为物理网格输入,因此锚杆单元的布设与流形单元网格无关,从而简化了锚杆单元的前处理工作,可以实现大规模锚杆的精细化模拟。通过与加锚节理面直剪试验结果的对比分析,两者较为吻合,验证了该锚杆模型有效性。最后,将该锚杆模型运用于水布垭地下厂房围岩的支护研究,算例表明,该模型较好地反映了锚固岩体的变形行为以及锚杆的加固效果。     

基于有限元与块体元法的地下洞室变形及稳定分析

本文把有限元与块体无法结合起来,用来分析地下洞室围岩的变形及稳定性。此法在洞室附近使用块体元模型,以反映节理岩体变形的不连续性,而在远处使用连续的有限元模型,以减少计算工作量。文中推导了有限元与块体元法统一力学模型的支配方程,所编制的数值分析程序应用于某一实际工程问题,说明此法可行。     

矿山岩体力学及工程的研究进展与展望

文章针对采矿工程的实际问题，综述了矿山岩体力学理论与应用的研究进展，主要内容包括矿山岩体力学的损伤研究与应用、矿山岩体力学的分形研究与应用和矿山岩体力学损伤与分形研究的工程应用；讨论了矿山岩体力学今后的研究方向，即深部开采带来的工程灾害防治、开采方法选择的科学问题与关键技术措施。     

节理岩体爆破研究进展

实际的岩体都是被节理裂隙等弱面切割,对爆破效果有很重要的影响、本文在回顾并综合分析了节理岩体爆破理论和试验研究状况的基础上,对节理岩体的质量综合评价、力学模型的研究、数值模拟的研究、爆破块度的分析及理论与试验相结合等方面提出了几点看法。     

节理岩体爆破损伤演化机理探讨

通过爆破块度与天然块度之间的关系，探讨节理岩体的宏观损伤演化。利用Ｌｅｍａｉｔｒｅ等效应变假设，分析细观损伤与宏观损伤的耦合损伤，为建立节理岩体在爆炸炸载荷作用下的损伤模型探索一条途径。     

Modelling of blast-induced fractures in jointed rock masses

This paper focuses on the dynamic fracturing process of jointed rock masses due to blast wave loading. A coupled numerical method using both LS-DYNA (a transient dynamic finite element program) and UDEC (an universal discrete element code) is outlined first. The blast-induced fracture extension in two representative jointed rock masses is studied subsequently. Besides, the effects of loading density of explosive charge on fracture evolution and the effects of the preexisting earth stress and free face on the fracturing process of rock masses are also explored in detail. The numerical results capture some of the well-known phenomena observed in the field and expected theoretically, and thus can offer useful guidelines to blasting design in rock masses.     

爆炸排淤填石法中淤泥的本构模型

以爆炸排淤填石法为背景 ,对不同应变率阶段淤泥的本构模型进行了分析 ,利用ANSYS/LS-DYNA动态有限元分析程序对所选择的模型进行验证和确认。计算和分析结果表明 :在形成爆炸空腔的高应变率阶段 ,淤泥表现为理想不可压缩流体的性质 ;在小药量小抵抗线条件下 ,甚至在淤泥自重作用下的较低应变率变形阶段 ,其黏性效应也可以忽略不计。     

节理裂隙岩体爆破试验研究

首先利用超声波探测法对节理裂隙岩体进行了声波测试,对不同的节理裂隙岩体进行了质量评估.然后通过对节理裂隙岩体进行爆破漏斗试验,分析了节理裂隙对岩体中爆炸应力波传播、岩石破碎及爆破漏斗形成的影响,得出了一些有益结论,对节理裂隙岩体理论研究和指导工程实践具有一定的参考价值.     

Three-Dimensional Numerical Analysis of Blast-Induced Damage Characteristics of the Intact and Jointed Rockmass

This article reports numerical results investigating the damage evolution and spatial distribution characteristics of intact and jointed rockmass subjected to blast loading. The behaviors of rock material are described by the Holmquist- Johnson-Cook (HJC) constitutive model incorporated in the finite element software LS-DYNA. Results indicate that the damage distribution shows a reverse S-shape attenuation with the increase of the distance from borehole, and a better goodness of fit with the Logistic function is observed. In the single-hole blasting of jointed rockmass, there are two types of regions around the intersection of borehole and joint in which the damage degree is quite different. The crushing damage develops in a Ψ-shape path along the joint. In the radial direction, the crushing damage and cracking damage of rock show different distribution forms with the increase of joint dip angle. As for the double-hole blasting, due to the superposition of the blast waves, the damage degree in the region between the two boreholes of intact rockmass is significantly large. For jointed rockmass, the joint has local enhancement or inhibition effect on the blast damage in the region between the two boreholes.