雙孔巖石微差爆破模擬

 

1. 模型建立背景

以某新建高速鐵路沿線路基邊坡爆破開挖為例，使用LS-DYNA動力有限元軟件建立了雙孔微差起爆模型。

數值模型使用ANSYS建立，炸藥、空氣、巖石均采用SOLID164單元，爆炸持續時間短，短時間內產生巨大能量，起爆過程中炸藥、空氣單元網格尺寸變化很大，若采用共節點算法極易造成計算不收斂而停止，故巖石采用Lagrange算法，空氣和炸藥采用ALE算法，并進行流固耦合計算，其中巖石為固體，炸藥和空氣為流體。

炸藥與空氣使用*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP命令綁定多物質組，使用*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID關鍵字控制流固耦合計算。巖石材料選用PLASTIC_KINEMATIC模型，因只做簡單計算，所以并未進行損傷控制，損傷控制可使用*MAT_ADD_EROSION關鍵字來定義巖石失效判斷依據，模擬爆破過程中裂紋的產生和損傷范圍。

模型中PART1為巖石，PART2為空氣，PART3和PART4為炸藥。空氣體積大于巖石體積，裝藥方式為耦合裝藥，起爆間隔2ms，模型如下：

 模型四周和底面施加無反射邊界條件，

*BOUNDARY_NON_REFLECTING

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2. 計算結果

不同時刻應力Misc云圖：

 

H114227單元監測點速度時程曲線：

 

 

H114227單元壓力時程曲線:

 

因時間倉促，能力有限，所制作模型難免有不合理之處，歡迎各位仿真工作者提出寶貴意見，ANSYS模型及K文件可通過以下鏈接下載：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1xRM0fHq-MO2qk3Nx5TY_uw

提取碼：9gub