爆炸衬砌过程中流态砂浆内应力变化规律的数值模拟

应用DYNA-2D有限元程序,对爆炸衬砌过程中流态砂浆内的应力变化进行了数值模拟研究。研究表明,流态砂浆进入应力振荡阶段后,应力振荡的特征是砂浆内各单元不仅沿径向呈层状振荡,而且还沿切向呈团状振荡。在应力振荡初期,以沿径向层状振荡为主;在炸药爆炸并达到最大压力的同时,砂浆内部各单元受到最大压应力的冲击作用。

流态砂浆爆炸固化过程数值分析

流态砂浆在炸药爆炸作用下将产生复杂的变化而固化。将流态砂浆视为弹塑性流体材料,考虑其在冲击压缩和膨胀下的状态方程,结合炸药爆炸的JWL方程,采用有限元方法数值模拟了流态砂浆在爆炸作用下的内部变形、密度和应力等的发展和分布,对流态砂浆在炸药爆炸作用下的固化过程做了详细分析,获得了空腔内流态砂浆爆炸作用下的固化变形阶段的密度变化和应力分布形态,解释了爆炸固化过程中爆炸衬砌中应力出现拉应力的原因:是源于爆炸波在土体空腔壁回弹后对砂浆的作用。