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岩体单孔爆破损伤的三维数值模拟研究

工程爆破 2023年第1期29卷 10-18页

作者：刘帅王卫华张恒根张理维中南大学资源与安全工程学院长沙410083

为了探究单孔爆破情况下岩石损伤情况,基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用RHT材料模型,建立了多组三维数值模型,探究了三维空间下岩石单孔爆破在不同装药长度、不同地应力条件下的损伤情况,并结合自定义变量—有效损伤率来表征岩石在单孔爆破... 详细信息

为了探究单孔爆破情况下岩石损伤情况,基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用RHT材料模型,建立了多组三维数值模型,探究了三维空间下岩石单孔爆破在不同装药长度、不同地应力条件下的损伤情况,并结合自定义变量—有效损伤率来表征岩石在单孔爆破条件下损伤的时空演化规律。结果表明:从孔底到自由面,岩石的损伤逐渐增大,距离炮孔越近,岩石的损伤越严重;随着装药长度的增加,围岩对药卷的空间约束作用也在增强,岩石损伤的增长速率会逐渐减小;地应力在岩石的爆破过程中对岩石损伤具有抑制作用,且岩石损伤会向着地应力最大的方向发展。

关键词：岩石损伤数值模拟 RHT模型单孔爆破有效损伤率

基于RHT模型双孔同时爆破均质岩体损伤的数值模拟

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黄金科学技术 2022年第3期30卷 414-426页

作者：王卫华刘洋张理维张恒根中南大学资源与安全工程学院长沙410083

为探究双孔爆破时炮孔间距和额外自由面对爆破过程中爆破损伤的影响,基于RHT(RiedelHiermaier-Thoma)损伤本构建立了多组三维数值模型,利用模型损伤云图研究不同爆破条件下的岩石爆破过程,通过自定义变量—有效损伤率的变化探究炮孔周... 详细信息

为探究双孔爆破时炮孔间距和额外自由面对爆破过程中爆破损伤的影响,基于RHT(RiedelHiermaier-Thoma)损伤本构建立了多组三维数值模型,利用模型损伤云图研究不同爆破条件下的岩石爆破过程,通过自定义变量—有效损伤率的变化探究炮孔周围岩石损伤的时空演化过程。结果表明:随着炮孔间距的增加,岩石有效损伤率逐渐递减,相同截面处的有效损伤率在炮孔间距最小的方案中最大,相邻炮孔间的爆破能量叠加作用随炮孔间距的增大而减弱,合适的炮孔间距可以获得更加理想的爆破效果;岩石有效损伤率随着自由面到炮孔中心处距离的增大而逐渐减小,爆破能量倾向于向自由面方向传播,额外自由面对爆破能量分布的影响随自由面与炮孔间距的增大而减弱。数值模拟结果对研究双孔爆破能量的传递法则具有一定的借鉴意义。

关键词：双孔爆破数值模拟 RHT模型炮孔间距自由面岩石有效损伤率

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爆破载荷下岩石的拉压损伤模型

中南大学学报（自然科学版） 2021年第11期52卷 3918-3929页

作者：王卫华张恒根李夕兵中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100

根据岩石材料动态受拉表现为弹脆性、动态受压表现为弹塑性的特点,应用应变余能等效假说分别建立以裂纹密度表征拉伸损伤变量的动态拉损伤模型和以等效塑性应变表征压缩损伤变量的动态压损伤模型。在所建立的拉压损伤模型中考虑初始损... 详细信息

根据岩石材料动态受拉表现为弹脆性、动态受压表现为弹塑性的特点,应用应变余能等效假说分别建立以裂纹密度表征拉伸损伤变量的动态拉损伤模型和以等效塑性应变表征压缩损伤变量的动态压损伤模型。在所建立的拉压损伤模型中考虑初始损伤的影响,并给出用于评价围岩是否受爆破影响的损伤阀值的计算公式。将所建立的拉压损伤模型和其他2种爆破损伤模型引入LS-DYNA中进行数值模拟,并将模拟结果与现场实测结果进行对比。研究结果表明:损伤主要沿炮孔径向扩展;与装药段平行的围岩中损伤半径的变化不大且主要为拉伸损伤;与堵塞段平行的围岩越接近地表,损伤半径越大,且在地表处有最大值;孔底部损伤主要为压缩损伤且损伤区域较小;采用拉压损伤模型所得的模拟结果与实测结果较吻合,表明所建立的抗压损伤模型具有工程实用性。

关键词：岩石爆破载荷拉压损伤模型初始损伤爆破数值模拟

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岩石峰后应变软化模型的构建与验证

地下空间与工程学报 2021年第S2期17卷 546-551+608页

作者：王卫华王永强张恒根中南大学资源与安全工程学院

在对岩石工程进行数值模拟时,构建准确的岩石应变软化模型是关键问题。假设应变软化过程中,岩石内摩擦角不变且各点均满足摩尔-库伦强度准则,首先从理论上推导了理想型软化过程中黏聚力与轴向塑性应变之间的函数关系,然后采用以直代曲... 详细信息

在对岩石工程进行数值模拟时,构建准确的岩石应变软化模型是关键问题。假设应变软化过程中,岩石内摩擦角不变且各点均满足摩尔-库伦强度准则,首先从理论上推导了理想型软化过程中黏聚力与轴向塑性应变之间的函数关系,然后采用以直代曲的方法,将实际软化过程的应力应变曲线划分成若干直线段,分段运用前面推导的理论模型,得到了基于岩石实际软化过程的黏聚力演化规律,最后根据真实的岩石全应力应变曲线,获得了岩石峰后强度参数演化规律。并应用FLAC;对花岗岩进行假三轴模拟试验,模拟结果与试验数据高度吻合。这表明本文构建的岩石峰后应力应变软化模型是合理的,可以准确地描述岩石峰后力学行为。

关键词： FLAC 应变软化软化过程黏聚力数值计算

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近年来我国煤矿事故发生规律及防治对策探讨

中小企业管理与科技 2017年第24期1卷 35-37页

作者：张恒根贵州大学矿业学院贵阳550025

为了分析我国近年来因各种原因导致的煤矿开采安全事故,并结合安全学原理有针对性地提出降低煤矿开采事故的建议,笔者统计了2013年以来我国有关能源部门的煤矿事故资料,并对其进行了分类整理,得出了近几年我国煤矿生产安全事故的发生规... 详细信息

为了分析我国近年来因各种原因导致的煤矿开采安全事故,并结合安全学原理有针对性地提出降低煤矿开采事故的建议,笔者统计了2013年以来我国有关能源部门的煤矿事故资料,并对其进行了分类整理,得出了近几年我国煤矿生产安全事故的发生规律与发展趋势,提出了结合以人为本、风险评估、奖惩结合等观念的安全生产对策建议,对我国现阶段的煤矿安全生产有很重要的现实意义。论文在一定程度上也对我国煤矿安全生产文化及其形成历程进行了分析与评估,对改善现阶段我国煤矿安全生产环境有参考意义。

关键词：煤矿事故分析统计以人为本安全生产建议对策

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空气不耦合装药孔壁初始冲击压力的计算

工程爆破 2020年第3期26卷 8-15,22页

作者：张恒根王卫华王永强中南大学资源与安全工程学院长沙410083

为了求解空气不耦合装药时孔壁所受到的初始冲击压力,首先分析了空气不耦合装药爆轰后冲击波作用于孔壁的物理过程,然后建立了空气冲击波在炮孔内的衰减传播模型,探讨了爆轰扰动空气形成的空气冲击波在炮孔内的传播规律,并依据空气层与... 详细信息

为了求解空气不耦合装药时孔壁所受到的初始冲击压力,首先分析了空气不耦合装药爆轰后冲击波作用于孔壁的物理过程,然后建立了空气冲击波在炮孔内的衰减传播模型,探讨了爆轰扰动空气形成的空气冲击波在炮孔内的传播规律,并依据空气层与爆生气体在界面处的连续条件,推导了空气冲击波入射孔壁时参数的计算公式;最后基于入射空气冲击波与孔壁交界面两侧压力和速度相等的连续性条件,推导出了孔壁初始冲击波参数的计算方程组。用方程组计算的孔壁压力与常用公式计算值、数值模拟结果和实验结果进行比较,发现用方程组计算的孔壁压力与实验结果更吻合,相对误差较小。

关键词：孔壁初始冲击压力空气不耦合装药空气冲击波衰减传播冲击波的正入射