内部爆炸作用下的花岗岩地下洞室损伤机理

采用显式动力分析软件LS-DYNA,对内部近距离化爆作用下花岗岩洞室的损伤破坏过程进行了数值模拟,考虑了炸药-空气-结构之间的流固耦合作用以及花岗岩材料本构模型的高应变率、高静水压和损伤效应。结果表明,在内部近距离爆炸冲击作用下,该洞室围岩损伤具有时空特征与结构层次特征:首先,爆心截面附近岩石受压产生材料损伤,损伤范围随装药量的增加逐渐增大;其次,爆炸冲击波在洞室端部会聚,反射超压显著增大,引起该处岩石的材料压缩损伤;最后,随着洞室侧壁位移与端部位移的先后增大,在侧壁与端部交界处产生撕裂,在侧壁形成平行于轴向的裂缝,且随着药量的增加,两处裂缝将逐渐扩展、贯通,结构破坏风险随之增大。本工作可为硬岩中抗爆结构设计及相关工程建设提供借鉴与参考。