基于ANSYS/LS-DYNA的互层煤岩爆破数值模拟

为了分析互层煤岩爆破过程,利用有限元动力软件ANSYS/LS-DYNA,建立了含有7个分层的露天煤矿台阶爆破模型。模拟分析了互层岩体爆破过程压力波的传播衰减规律,数值计算结果表明:爆轰压力波的传播受互层交界面影响明显,爆轰压力波衰减快,局部范围易形成高爆压区域。在不同的煤岩层中,其有效应力分层现象明显,裂隙区成不连续分布。     

大半径装药土中爆炸的数值模拟

为研究大半径装药在土中爆炸后的扩腔过程、压力变化、能量利用情况,应用ANSYS/LS-DYNA软件模拟了大半径耦合、不耦合装药两种情况下的土中爆炸扩腔过程。利用其后处理软件分析了固定单元的位移、速度、能量及爆轰过程的压力变化等,分析了耦合、不耦合装药两种情况下的爆扩效果,并与理论计算进行对比。模拟结果与理论计算基本吻合,证明所建立的模型、采用的算法合理,同时得出对于破碎性爆破应采用耦合装药方式,对于光面爆破等成型控制爆破应采用不耦合装药方式的结论,该模型和结论可应用于工程爆破优化设计。     

爆炸作用下混凝土板破坏数值模拟

利用有限元计算软件LS-DYNA建立板状结构介质破坏的三维模型,并用LS-DYNA970软件的求解器和后处理器对板状结构介质在爆炸作用下的破坏过程进行了数值模拟。通过数值模拟,再现了炸药爆炸后,冲击波的传播过程以及板状介质的变形过程,分析了爆破动载作用下板状结构介质破坏情况。     

不同爆破形式下边坡的振动传播规律研究

根据胜利东二号露天矿内边坡的爆破振动测试实例,结合有限元软件LS-DYNA模拟爆破地震波在岩石中传播时的质点振动速度特点,比较分析了爆破地震在边坡中的传播规律。结果表明,不同爆破形式下的地震波传播参数不尽相同,在进行爆破设计时需要对不同形式的爆破选取相应的参数值。     

柱状装药爆轰方向的研究

针对爆破中提高爆破质量和更好保护周围环境的问题,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,动态模拟柱状装药的爆破冲击过程,从等效应力云图和主应力-时间历程曲线分析,探究柱状装药爆炸中爆轰方向对应力波和主应力的影响情况,得出了柱状装药爆破中可用炸药爆轰方向来调整作用于岩体破碎能量的结论.     

爆轰应力波在高瓦斯煤层中的传播和衰减特性

深孔预裂爆破技术是高瓦斯低透气性煤层强化增透瓦斯抽采的重要途径之一。以连续介质力学为基础,建立了煤体在爆轰荷载作用下动态损伤本构模型,并将此模型嵌入非线性有限元程序LS-DYNA中,对爆轰应力波在不同弹性模量煤体中传播和衰减特性进行了数值模拟;通过对现场深孔预裂爆破专用药柱爆炸引起的爆破振动进行监测,获得了爆轰应力波在高瓦斯煤层中的传播和衰减特性,爆轰实验结果与模拟结果基本吻合,验证了所建立本构模型的合理性与正确性。研究表明：在传播距离小于4.8 m时,爆轰应力波具有较高的峰值,并迅速衰减,在传播距离大于约4.8 m以后,爆轰应力波峰值较低且衰减幅度逐渐趋于平缓。     

喀斯特溶洞对爆破施工影响的数值模拟研究

喀斯特岩溶地质对爆破应力波的传播有叠加效应。用ANSYS/LS-DYNA建立了有无溶洞工况下的爆破数值仿真模型,得到了溶洞对爆炸应力波的不同时间下的传播过程,分析了溶洞周围爆破振速与位移变化曲线,并通过贵州铜仁某边坡爆破工程实际相互验证。结果表明:爆破振动速度经过溶洞后有叠加放大作用,溶洞的存在能够在一定程度上减小爆破对岩体的位移扰动,对溶洞周围的岩体起到二次挤压破碎的作用。     

某露天铁矿爆破振动对边坡的动态响应特征研究

岩石边坡的安全性影响着矿山的经济效益。为了评估露天矿岩石边坡的稳定性，研究爆破近区的岩石边坡对爆破振动的响应特征，以某露天矿爆破开挖为工程背景，运用理论分析并根据现场地质条件，确定边坡上的测点位置，研究爆破振动波在边坡上传播的规律。 运用FLAC3D软件建立边坡模型，分析岩石边坡在爆破振动作用下的速度、位移的变化特征。研究表明：高边坡的测点竖直方向振动速度相对于水平方向较大，爆破振动强度并没有随着正高程的增大而呈现无限放大趋势，而是达到一定高程差时才会呈现出爆破振动的放大效应；边坡的竖直方向与水平方向发生小部分变形，但坡底水平位移变化幅度较大且为集中，降低了边坡的稳定性。     

水不耦合径向装药对预裂成缝效果影响分析

摘要：为研究空气和水两种介质对预裂爆破的影响,通过LS-DYNA软件,研究不同不耦合系数情况下大理岩HJC本构模型在空气和水介质条件的单孔爆破损伤情况和多孔爆破成缝情况。结果表明：（1）不耦合系数相同情况下,水不耦合装药岩石损伤范围会大于空气不耦合装药。随着径向不耦合系数增大,大理岩在空气不耦合装药和水不耦合装药条件下的损伤范围均逐渐减小这可以有效保护孔壁岩体。（2）水不耦合装药与空气不耦合装药的应力传播规律相同,但水不耦合装药相较于空气不耦合装药,对爆炸能量的利用率更高。（3）针对于本文的岩石条件,得到了最优的爆破参数组,在现场取得较好的预裂爆破效果。     

孔底轴向水介质不耦合效应的数值模拟

运用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对耦合装药和孔底水不耦合装药2个模型孔底起爆进行计算,对计算结果进行对比分析发现:不耦合装药在模型底部由于水的缓冲作用使得应力、有效应力、最大剪应力、最大主应力峰值较小,但振动加速度、振动速度以及合成位移的峰值较大加速了裂隙的形成和扩展,改变了能量的做功效果,有利于孔底岩石的破碎;在模型的上部与耦合装药监测到的结果较为类似,孔底水不耦合装药对本模型上部炮孔的爆破效果影响甚微。     

不同岩性对爆破振动效应影响研究

运用LS-DYNA非线性动力分析软件建立了有限元模型,分别对石灰岩和花岗岩2种工况的爆破振动进行了数值模拟分析;然后结合MATLAB小波分析程序对2种工况爆破振动的峰值振速和能量衰减进行了分析。现场试验结果表明,爆破振动衰减虽然均发生在爆破近区,但2种工况下由于岩石波阻抗不同,爆破振速能量衰减规律均不相同,论证了岩性对爆破效果及爆破衰减有较大影响,这为现场的爆破振动控制和安全管理提供了理论依据。     

露天矿下伏采空区爆破振动预测研究

利用LS-DYNA软件建立单孔爆破振动模型。研究分析了爆破振动在采空区的传播衰减规律,并对采空区顶板振速预测模型进行了拟合,分析确定了爆破振动对采空区的主要影响因素。结合量纲齐次分析理论得出采空区顶板爆破振动峰值振速预测公式,运用Matlab软件回归拟合得到采空区顶板爆破振动峰值振速预测公式的相关系数。可根据工程实况计算爆破单段最大安全起爆药量或预测空区顶板峰值振速,为现场爆破施工设计提供理论依据。     

多孔同段聚能爆破煤层增透数值模拟及应用

构建三维多孔同段(多个炮孔同时起爆)聚能爆破模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件再现聚能射流及爆炸应力波传播与叠加的过程,探讨应力波的传播规律;同时对多孔同段聚能爆破下不同间距炮孔间的煤体单元应力进行了分析。研究结果表明,炸药爆炸后形成聚能射流侵彻煤体,随后形成的爆炸应力波沿着各自的方向传播,之后相遇叠加,相邻炮孔间距越大,应力波叠加所需时间越长且叠加应力越小;比较不同间距相邻炮孔间煤体单元应力,发现裂隙首先在炮孔周围产生,随着爆轰气体的传播,裂缝将主要沿着炮孔连线扩展。只要相邻炮孔间距得当,相邻炮孔间煤体区域相当于受到2次爆破作用,使得煤体裂隙充分发育并相互贯通,提高瓦斯抽采率。同时在平顶山开展了煤层多孔聚能爆破现场实验,结果表明多孔聚能爆破能有效提高煤体致裂程度,同时确定了多孔聚能爆破最佳相邻炮孔间距。     

爆破地震波在地层介质中产生的能量集中效应

论述了爆破地震在地层介质中传播的规律，分析了地质地层条件造成爆破能量集中对建(构)筑物产生的危害，探讨不同岩石性质的爆破震动效应，可为矿区建(构)筑物的位置选择及防震提供参考。     

非电导爆管内爆轰波的传播特性

在非电起爆系统中,爆轰波在导爆管内以大约2000米/秒的速度传播,并点燃连结在导爆管另一端的雷管。这种系统能保证爆破工作顺利进行。例如,在装药中尽管会产生绳结、扭结以及拉伸等异常现象,但爆轰波仍能正常传播。非电起爆系统是由传递点火能量的非电     

端面起爆爆破震动方向性研究

针对爆破中降低爆炸震动效应,保护周边环境的安全问题,运用爆轰和爆轰波传播理论,分析得出:理想一维流动下,条形炸药端面起爆、爆轰正方向的能量比反方向大约32％.通过设计现场爆破试验,将爆炸能量体现到地面结构的震动效应上,又得出一定范围内,等爆心距处、爆轰正方向的振速比反方向大30％,证实了条形炸药端面起爆的爆破震动具有方向性这一特性.     

液压爆破中水介质的作用分析

液压爆破中的水介质，不但提高了爆轰波的传播效率，同时又引起炸药的热化学参数的变化，即水份要吸收热量并参与汽化、膨胀、做功的力学过程，从而使炸药的爆压发生变化。人们可以通过改变液压爆破中的爆破参数达到预期的爆破效果。     

浅谈深孔控制卸压爆破中的合理封孔长度

本文通过对深孔控制卸压爆破中炮眼内爆轰波压力传播规律、爆轰产物压力分布特点和影响封泥长度的因素进行了分析研究,利用爆轰产物的准静压作用理论,推导出了深孔控制卸压爆破中的合理封孔长度计算公式,为爆破方案设计中封孔长度的选取提供了比较合理的计算方法。     

深井冻结黏土爆破振动传播规律研究

为研究冻结黏土爆破中的应力波传播规律,减小对冻结管和井壁的振动损伤,在立井冻结黏土掘进段开展了爆破试验.通过井下-690 m的爆破振动测试,得到了冻结黏土中垂直、水平径向和水平切向的振动速度,利用萨道夫斯基公式对参数进行拟合,得出冻结黏土单一介质爆破各向振动速度呈现出差异,垂向振动速度>径向振动速度>切向振动速度.对冻...     

大倾角聚能爆破技术应用及效果分析

 应用岩石力学、爆破力学知识系统分析了聚能爆破及其卸压增透消除突出的机理；运用LS-DYNA软件建立了爆破模型进行数值模拟，分析了应力卸载变化情况以及煤、岩爆破影响范围的区别；并用来指导现场实践，提高了瓦斯抽采率，使煤层瓦斯残余含量降低到临界值以下，达到了消除煤层瓦斯突出危险性的目的。