基于RHT模型的胶结充填体动力学特性数值模拟研究

作     者：程爱平 李鑫鹏 尹东 王平 郑先伟 CHENG Aiping;LI Xinpeng;YIN Dong;WANG Ping;ZHENG Xianwei

作者机构：武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081 武钢资源集团程潮矿业有限公司湖北鄂州436051 

出 版 物：《金属矿山》 (Metal Mine)

年 卷 期：2024年第9期

页      面：34-41页

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

基　　金：国家自然科学基金项目(编号:51604195) 湖北省自然科学基金项目(编号:2018CFC818) 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室开放基金项目(编号:ustbmslab201704) 

主　　题：胶结充填体 动态强度 入射能 破坏模式 RHT模型 

摘      要：胶结充填体作为人工矿柱,在地下爆破开采中经常受到冲击荷载作用,其稳定性受到严重影响。基于RHT(Riedel-Hiermaier-Thoma)损伤本构模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件开展不同冲击速率(2、3、4、5 m/s)下不同灰砂比(1∶4、1∶6、1∶8)胶结充填体的SHPB动态冲击数值模拟试验研究,探讨胶结充填体动态抗压强度、强度增长因子、吸收能与冲击速率之间的关系,阐明胶结充填体动态破坏模式及破坏过程。研究结果表明:①胶结充填体试件的动态抗压强度、动态强度增长因子均随冲击速率增加而增大,且相同冲击速率下灰砂比越高,胶结充填体的动态抗压强度越大,但动态强度增长因子越小;②胶结充填体吸收能随着冲击速率增加而逐渐递增,呈线性增长趋势,且灰砂比越高吸收能增长越快;胶结充填体破坏过程表现为试件端部首先出现损伤,轴向、横向裂纹依次出现,裂纹扩展直至贯穿并向内部发展,最终完全破坏,失去承载能力;③以上结论同时验证了RHT模型参数取值的准确性,RHT损伤本构模型的成功应用,为开展胶结充填体动力学特性相关数值研究提供了参考。