露天深孔空气间隔装药爆破的数值模拟研究

为解决露天大孔径深孔爆破普遍存在大块率高的问题,采用中部空气间隔装药代替原有连续装药。通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件构建了上下装药比例分别为1∶4、3∶7、2∶3及1∶1时,空气间隔占比分别为炮孔长度的10%、12.5%、15%、17.5%和20%的计算模型进行分析,结果表明:当上下装药比例为3∶7,空气间隔占比为15%时,孔壁压力没有过多的应力集中,应力分布均匀,孔内有效平均压力最高,高压作用时间长,有利于岩石的破碎块度分布均匀。同时构建了当炮孔密集度系数为1.4、1.6、1.75时的计算模型,验证了上述结论。

爆炸荷载下钢管混凝土构件动态响应的数值模拟与试验验证

通过数值模拟和试验两种方法对爆炸荷载下钢管混凝土构件(CFST)的动态响应进行研究。首先基于LS-DYNA非线性有限元分析软件,采用多物质流固耦合方法,建立爆炸荷载下CFST数值模型;其次,设计三根钢管混凝土试件的爆炸罐内近距爆炸试验,并基于试验结果对数值模型的有效性及合理性进行了验证;最后总结爆炸荷载作用下CFST的破坏规律,并通过参数化分析方法,研究核心混凝土强度与钢管厚度对CFST抗爆性能的影响。结果表明:数值模拟方法能够有效合理地反应CFST在爆炸荷载作用下的动态响应,对比爆坑深度和测点加速度的模拟结果与试验结果,误差均在10%以内;近距离爆炸荷载下,CFST结构的破坏形式可分为4个阶段:迎爆面破坏、跨中弯曲变形、端部受拉、振动阶段;提高核心混凝土强度和增大钢管厚度都能改善CFST的抗爆性能,核心混凝土等级为C50、C70、C80的构件背爆面中心位置位移最大值相比于C30等级分别减小了2.3%、4.3%、5.3%,钢管厚度为4 mm、5 mm、6 mm的构件相比于3 mm钢管背爆面中心位置位移最大值分别减小了17.0%、28.6%、37.4%,钢管厚度对结构抗爆性能的改善效果更为明显。