呼吸器氧气瓶爆破数值模拟

针对呼吸器氧气瓶压力失效造成的危害,采用显式非线性动力有限元软件LS-DYNA对一定TNT当量下的圆柱形氧气瓶进行数值模拟,分析氧气瓶受力爆破过程,得出氧气瓶在压力失效爆破时元素节点的速度。结果表明:氧气瓶在中心环面处出现塑性失稳,裂纹轴向扩展进而爆破,破片元素速度较大,为氧气瓶防爆装置设计提供理论基础。     

层状岩体台阶爆破数值模拟研究与工程应用

对层状岩体爆破中岩层倾向与台阶坡面角度之间的关系进行了分析,且利用有限元分析软件ANSYSLS-DY-NA2D,对岩层倾向与台阶坡面角度的不同空间位置关系情况下的爆破进行了数值模拟,发现当岩层倾向与台阶坡面垂直时为爆堆推进方向的爆破效果最优。进行了现场工程对比试验,证明当岩层倾向与台阶坡面垂直时,大块率最小,仅为2.14%,爆破整体效果良好。     

露天煤矿高台阶爆破装药结构数值模拟分析

为优化露天煤矿高台阶爆破装药结构,对现有高台阶爆破装药结构进行调查,结合矿区的地质特征、岩体构造、岩石的物理力学特性及装载设备等方面,分析得出不同的方案。根据理论分析结果,采用ANSYS/LS-DYNA软件进行爆破数值模拟。结果表明,高台阶爆破采用空气间隔装药优于连续装药,取得较高的经济效益。     

露天含水炮孔台阶爆破数值模拟与分析

为了改善晋宁磷矿因孔内积水而导致爆破效果不理想的情况,在单孔药量与药包埋深不变的情况下,只改变孔间距和排间距,利用LS-DYNA建立了孔间距为5、6、7 m,排间距为3 m和4 m的6组计算模型,并通过LS-Prepost进行分析。结果表明:改变台阶爆破的孔间距与排间距均改变了爆炸应力波的叠加效果,孔间距、排间距的大小存在临界值,低于临界值时选取单元有效应力值增幅较小,综合考虑单元最大有效应力,建议采用孔间距为600 cm、排间距为400 cm的孔网参数。将数值模拟所得孔网参数应用于现场爆破工程,统计分析发现大块率较改进前下降20.6%,爆堆松散程度良好,块度适中,炸药单耗由原先的0.33 kg/m³下降至0.25 kg/m³。     

基于ALE算法的隧道光面爆破空气间隔作用机理研究

以云南省某铁路隧道为工程背景,采用ALE算法对光面爆破空气间隔装药进行了数值模拟,为ALE算法在爆破工程领域,特别是地下隧道爆破工程领域方面的数值模拟提供了参考。同时,比较了传统连续装药条件下与空气间隔装药条件下不同时刻的最大主应力云图。结果表明,空气间隔层在光面爆破过程中可以降低炮孔壁上的初始应力、延长爆炸作用时间、增强爆炸应力波在孔心线上的导向作用、减弱爆炸应力对保护岩层的损伤效应作用。     

不耦合装药条件下煤层爆破效应数值模拟研究

为了解决露天矿煤层爆破所带来的末煤率高的问题,提高矿山的经济效益,研究了采用不耦合装药代替连续装药结构;通过ANSYS/LS-DYNA软件构建了不耦合系数为1.0、1.2、1.4、1.6、1.8这5个模型进行分析。结果表明：随着不耦合系数的增大,炮孔底部压应力逐渐减小,且减小的速率呈现先增大,后减小,再增大的趋势;采用不耦合装药方法,可解决煤层爆破过度破坏的问题。     

露天矿采空区台阶爆破数值模拟分析

露天煤矿在开采的进程中,受到矿区周边许多小煤窑所遗留下来的采空区和巷道的影响,致使工作人员在有采空区或者巷道的区域内爆破时,发生了很多安全隐患。以安家岭露天矿生产过程中所遇到的情况为例,安家岭露天矿在工作帮不断推进的过程中,露天矿工作台阶或者是边帮下都出现了小煤窑开采留下的巷道和采空区,严重影响露天矿爆破效率和效益。就露天矿存在采空区和不存在采空区,在相同爆破条件下,通过Ls-dyna软件进行数值模拟,对其爆破效果做比较。     

烟囱爆破方案的数值模拟

介绍了烟囱爆破拆除数值模拟的基本原理和基本方法,利用ANSYS/LS-DYNA大型非线性有限元程序模拟烟囱的爆破拆除方案并进行分析对比研究。模拟过程和对比分析结果与其它文献的理论分析非常接近,指出在条件允许情况下,优先考虑定向倒塌,再选择折叠倾倒和原地坍塌等其他爆破方案。     

预裂爆破成缝机理的数值模拟研究

为了进一步验证数值模拟技术在预裂爆破工程中的实用性,以云南省布沼坝矿西帮边坡为例,通过ANSYS/LS-DYNA软件对不同爆破参数条件下的预裂缝形成过程进行模拟。研究结果表明,预裂缝裂隙是先从孔壁开始形成并向中点发展,而不是应力波干涉理论认为的裂缝首先从中点产生,并向两孔发展。同时将数值模拟计算中得到的预裂缝效果较好的几组爆破参数分别应用于现场试验中,预裂爆破效果明显。可见,数值模拟技术的恰当运用,将为预裂爆破理论研究和参数的合理确定提供一条有效途径,也为爆破方案优化提供可行性依据。     

煤层深孔聚能爆破裂隙扩展数值模拟

在煤层深孔聚能爆破现场试验的基础上,应用非线性动力分析有限元软件ANSYS/LS-DYNA对煤体致裂过程进行了模拟,探讨聚能爆破作用下煤体力学行为及裂隙扩展机理。研究表明,爆破改变了煤体应力状态,聚能效应导致煤体力学性质在聚能方向发生显著变化。此外在聚能方向上煤体粉碎区范围相对较小,而裂隙扩张半径明显大于非聚能方向。     

束状孔与等效单孔爆破效果数值模拟对比研究

束状孔当量球形药包爆破技术是大直径深孔采矿法的一个发展和延伸,与传统的单孔爆破技术相比,能提高炸药能量利用率,改善爆破效果。采用ANSYS LS-DYNA软件模拟束状孔和等效单孔爆破作用过程,结果表明,与等效单孔爆破效果相比,束状孔爆破在爆破近区过粉碎程度低,中远区能量较大,整体爆破效果好。     

双线隧道爆破振动危害数值模拟研究

以某双线隧道为研究对象,运用ANSYS/LS-DYNA程序就爆破动荷载对隧道结构影响进行有限元分析,获得了掘进隧道和相邻隧道质点振速、单元最大主应力分布特征,计算得到质点峰值振速与实测结果相对误差不超过8%.数值模拟的最大主应力结果表明:掘进隧道右侧墙受爆破振动影响最大,拱肩次之,拱脚处爆破影响最小;相邻隧道迎爆侧受爆破振动影响严重,侧墙处影响最大,拱顶次之,背爆侧受爆破影响小.     

近距离爆破对隧道衬砌影响的数值模拟研究

采用ANSYS/LS-DYNA对近距离爆破对隧道的影响进行了数值模拟,并将数值计算速度峰值结果与现场监测结果回归公式计算结果进行比较分析。结果表明：数值计算得到的速度峰值结果和回归公式计算结果吻合较好,采石场的爆破施工对隧道衬砌的安全不会产生不利的影响,数值模拟在研究爆破震动对衬砌的影响是可行的。     

Numerical simulation of stress for the blasting of foundation pit

Through the simulation of explicit dynamic analysis software LS-DYNA, made an analysis to the particle velocity and the stress distribution of surrounding rock when the explosives blasting. Explicated the mechanical character of surrounding rock in the foundation pit blasting, provided a basis to set of blasting parameters and optimized the blasting construction.     

基于数值模拟的预裂爆破参数优化研究

为了解决预裂爆破中预裂效果难以保证,爆破参数难以选取的问题,采用数值模拟技术对不耦合系数、孔间距等参数进行模拟分析。首先选取了RHT模型作为岩石材料模型,该模型能够较好地描述岩石在爆炸荷载下的拉伸和压缩力学响应行为。进而设计多个方案分别对不耦合系数和孔间距进行模拟,并分析其结果。模拟结果表明:不耦合系数越大,围岩受到的损伤破坏越小,而孔间距则对爆破损伤范围基本没有影响,但是其取值越大则不能形成有效的预裂缝,本次模拟确定最佳的爆破参数为不耦合系数k=3.5,孔间距L=700mm,为实际工程中预裂爆破中参数的确定提供了参考依据。     

爆炸荷载下高耸建筑物过早断裂的数值模拟

爆破拆除高耸建筑物时,爆破切口的爆炸荷载必然产生爆破震动,但有关拟爆物自身震动危害的研究较少,一般以经验来估计爆破震动的影响。采用数值模拟,通过分析爆炸荷载引起的拟爆烟囱上部结构的动力响应来研究爆破震动对过早断裂的影响。结合现场爆破观测的结果,其结论是爆破切口产生爆炸荷载对上部结构的断裂有相当影响,是筒体过早断裂及反向倾转的主要原因,爆炸荷载作用下,烟囱简体高度的55%～75%范围内是断裂危险区,对风化严重等强度低的砖烟囱进行爆破拆除时,尤其应控制单响起爆药量与起爆的间隔时间。