基于LCEM-GFEM方法爆炸载荷作用下含缺陷岩体损伤机理研究

作     者：陈勇 王应朋 杨玉贵 孙文凯 孟宁康 CHEN Yong;WANG Ying-peng;YANG Yu-gui;SUN Wen-kai;MENG Ning-kang

作者机构：State Key Laboratory for Fine Exploration and Intelligent Development of Coal ResourcesChina University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China China Coal Consultant InternationalBeijing 100010China State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground EngineeringChina University of Mining and TechnologyXuzhou 221008China 

出 版 物：《Journal of Central South University》 (中南大学学报（英文版）)

年 卷 期：2024年第31卷第2期

页      面：496-510页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 

基　　金：Project(2019XKQYMS63)supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities China 

主　　题：缺陷岩体 LCEM-GFEM方法 裂纹扩展 Cohesive单元 分形理论 

摘      要：在爆破作业过程中,岩体缺陷对裂纹扩展具有显著影响。本研究基于全局有限元方法的局部黏结单元(LCEM-GFEM)方法构建数值模拟模型,研究爆破作用下含缺陷岩体的损伤演化和裂纹扩展模式。通过引入能量传递系数,定量分析了缺陷形态对应力波传播和衰减的影响。结果表明,缺陷形态对岩体的损伤特性和裂纹扩展具有显著影响。随着平行缺陷夹角的增加,爆破诱发的裂缝与衍生裂缝的合并路径从缺陷末端转移到了缺陷中间,能量传递系数增加,分形维度减小。随着平行缺陷之间的水平距离增加,平行缺陷之间的裂缝数目和能量传递系数相应减少。随着垂直缺陷之间的垂直距离增加,穿过缺陷C的主水平裂缝长度增加,能量传递系数和分形维度也增加。研究结果可为受到爆破荷载作用下含缺陷岩体的损伤特征提供指导。