巖體爆破模擬的案例
基于LS-DYNA的準(zhǔn)二維巖體爆破裂紋的模擬(附K文件） ￥19.8
巖體中的炸藥在爆炸瞬間釋放出大量的爆炸能量，產(chǎn)生爆炸沖擊波和應(yīng)力波，以動(dòng)載的形式作用周圍巖體并使得巖石損傷和破碎。一般認(rèn)為，巖體的爆破裂紋是由兩種不同類型的動(dòng)力荷載作用下產(chǎn)生的:爆炸應(yīng)力波和爆炸氣體。首先是炸藥起爆后在孔洞周圍產(chǎn)生的應(yīng)力沖擊波的作用，其次是持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的爆炸性氣體的作用。當(dāng)炸藥起爆時(shí)，壓力急劇增大，爆破孔周圍巖體被壓碎形成破碎區(qū)，而周圍巖體受到拉應(yīng)力產(chǎn)生裂縫，形成裂隙擴(kuò)展區(qū)。本案例巖石模型采用003號(hào)材料*MAT_PLASTIC_KINEMATIC，裝藥方式采用空氣不耦合裝藥，通過(guò)定義失效準(zhǔn)則，使得巖體產(chǎn)生破碎及擴(kuò)展裂隙，模擬結(jié)果如下
本案例適用于研究爆炸、沖擊、侵徹動(dòng)力學(xué)的朋友，下面附上該模擬的K文件，大家有疑問(wèn)可以在私信我，歡迎交流！
展開(kāi) 基于DYNA的含裂隙巖體爆破裂紋及擴(kuò)展及損傷模擬 ￥48.9
巖體中的裂隙直接影響爆破應(yīng)力波在巖體中的傳播，進(jìn)而影響爆破效果。本案例研究了含裂隙巖體爆破中裂紋的擴(kuò)展及損傷過(guò)程，Ls-dyna模擬了爆炸應(yīng)力波在裂隙巖體中的傳播特性。結(jié)果表明:爆破過(guò)程中應(yīng)力波分布不均勻，主要向自由表面?zhèn)鞑ラ]合型宏觀裂隙阻礙爆炸應(yīng)力波的傳播，且在裂隙處會(huì)止裂，裂紋及損傷會(huì)繞過(guò)裂隙處，模擬結(jié)果如下 ：
圖1 含裂隙巖體爆破裂紋及擴(kuò)展有限元模型
圖2 含裂隙巖體爆破裂紋及擴(kuò)展過(guò)程
圖3 含裂隙巖體爆破裂紋及等效應(yīng)力波傳播過(guò)程
本案例適用于研究爆炸、沖擊、侵徹動(dòng)力學(xué)的朋友，下面附上該模擬的K文件，大家有疑問(wèn)可以在私信我，歡迎交流！
展開(kāi) 基于LS-DYNA的巖體微差爆破動(dòng)態(tài)響應(yīng)模擬 ￥38.79
基于流固耦合算法在動(dòng)態(tài)分析軟件LS-DYNA中研究爆炸沖擊波的傳播規(guī)律在巖石介質(zhì)和周圍巖體的爆破振動(dòng)影響下的爆破孔同時(shí)起爆和微差爆破兩個(gè)工況時(shí)。結(jié)果表明:雙孔同時(shí)起爆初期，損傷破碎區(qū)擴(kuò)展與單孔爆破相似，爆炸沖擊波,彼此是重疊的,兩炮孔中間縱向單元和藥柱內(nèi)外兩側(cè)橫向近區(qū)單元的壓力和等效應(yīng)力隨爆心距的增大而減小，而自由面上單元呈現(xiàn)出先增后減的變化趨勢(shì)， 微差起爆可緩解爆破振動(dòng)和改善爆破效果，模擬結(jié)果對(duì)比如下：
圖1 雙孔同時(shí)起爆時(shí)等效應(yīng)力變化過(guò)程
圖2 雙孔延期起爆時(shí)等效應(yīng)力變化過(guò)程
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展開(kāi) 基于顆粒流PFC的巖體爆破破壞效應(yīng)模擬 ￥55
爆炸應(yīng)力波在巖石介質(zhì)中的傳播規(guī)律一直是巖石爆破領(lǐng)域的重要研究方向。影響巖體爆破破壞工程的因素眾多，節(jié)理特征、鉆孔孔徑、應(yīng)力波峰值等。目前針對(duì)巖石爆破的數(shù)值模擬采用的計(jì)算手段有LS-dyna和離散元方法等。本算例采用顆粒流PFC對(duì)巖石爆破過(guò)程進(jìn)行模擬。
分別就單點(diǎn)爆破、單點(diǎn)增大爆破壓時(shí)、三點(diǎn)同時(shí)爆破、三點(diǎn)微差爆破這四種工況進(jìn)行了仿真計(jì)算。
首先建立模型，在邊界墻體的伺服功能下平衡模型：
刪除邊界墻體，對(duì)左右兩側(cè)邊界附近及底部邊界附近處的顆粒運(yùn)動(dòng)進(jìn)行約束模擬邊界，對(duì)邊界顆粒施加荷載，吸收掉入射的波動(dòng)能量，以模擬無(wú)限介質(zhì)：
單點(diǎn)爆破的結(jié)果和爆破壓力的波形如下：
單點(diǎn)爆破增大炮孔壓力后的結(jié)果
三點(diǎn)同時(shí)爆破結(jié)果如下：
三點(diǎn)微差爆破結(jié)果及爆破壓力的波形如下：
具體建模思路及完整代碼（含基本注釋）如下：
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基于LS-DYNA的準(zhǔn)二維巖體爆破裂紋模擬2 ￥39.9
炸藥在巖體中爆炸瞬間釋放出大量的爆炸能量，產(chǎn)生爆炸沖擊波和應(yīng)力波，以動(dòng)載的形式作用周圍巖體并使得巖石損傷和破碎。一般認(rèn)為，巖體的爆破裂紋是由兩種不同類型的動(dòng)力荷載作用下產(chǎn)生的:爆炸應(yīng)力波和爆炸氣體。首先是炸藥起爆后在孔洞周圍產(chǎn)生的應(yīng)力沖擊波的作用，其次是持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的爆炸性氣體的作用。當(dāng)炸藥起爆時(shí)，壓力急劇增大，爆破孔周圍巖體被壓碎形成破碎區(qū)，而周圍巖體受到拉應(yīng)力產(chǎn)生裂縫，形成裂隙擴(kuò)展區(qū)。本案例巖石模型采用272號(hào)材料*MAT_RHT，模型算法采用ALE(任意拉格朗日-歐拉算法），由材料自帶的損傷參數(shù)獲得巖體產(chǎn)生破碎去及擴(kuò)展裂隙過(guò)程，模擬結(jié)果如下
圖1 巖體斷面裂紋擴(kuò)展模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較
圖2 巖體斷面裂紋擴(kuò)展及損傷變化模擬結(jié)果
本案例適用于研究爆炸、沖擊、侵徹動(dòng)力學(xué)的朋友，下面附上該模擬的K文件，大家有疑問(wèn)可以在私信我，歡迎交流！
展開(kāi) LS-DYNA沖擊、爆破、侵徹案例合集
1.準(zhǔn)二維巖體爆破裂紋的模擬
2.柱狀藥包在無(wú)限水域中爆炸動(dòng)態(tài)響應(yīng)模擬
3.巖體同時(shí)起爆與微差爆破動(dòng)態(tài)響應(yīng)模擬比較
4.含裂隙巖體爆破裂紋及擴(kuò)展及損傷模擬
5.準(zhǔn)二維巖體單孔爆破裂紋模擬1
6.準(zhǔn)二維巖體單孔爆破裂紋的模擬2
7.二維平面條件球狀異型藥包爆破漏斗成型模擬
8.FEM-SPH耦合算法模擬高位突水對(duì)露天臺(tái)階的影響
9.超高速?gòu)楏w對(duì)圓柱狀巖石侵徹動(dòng)態(tài)破壞形態(tài)模擬
10.霍普金森桿（SHPB）動(dòng)態(tài)巴西劈裂的模擬
11.霍普金森桿（SHPB）動(dòng)態(tài)沖擊壓縮巖石混凝土剪切力學(xué)行為模擬
12.球狀藥包在無(wú)限水域中爆炸動(dòng)態(tài)響應(yīng)模擬
展開(kāi) 爆破震動(dòng)下巖體邊坡的穩(wěn)定性分析
巖體邊坡的穩(wěn)定性分析1）自然條件下；
2）飽和水條件下；
3）爆破震動(dòng)條件下；
4）飽和水+爆破震動(dòng)條件下
LS-DYNA單三軸壓縮模擬，SHPB沖擊模擬，臺(tái)階爆破模擬，多孔爆破模擬，可交流或出售k文件
LS-DYNA單三軸壓縮模擬，SHPB沖擊模擬，臺(tái)階爆破模擬，多孔爆破模擬，地應(yīng)力下裂紋擴(kuò)展模擬，可交流解答問(wèn)題或出售相關(guān)k文件。以下為一些做過(guò)的案例效果圖。 如需購(gòu)買(mǎi)k文件或咨詢相關(guān)案例請(qǐng)聯(lián)系qq：872335684
三軸壓縮實(shí)驗(yàn)模擬
SHPB沖擊模擬
單孔爆破裂紋擴(kuò)展模擬
多孔爆破裂紋擴(kuò)展模擬
地應(yīng)力作用下爆破裂紋擴(kuò)展模擬
臺(tái)階爆破模擬
COMSOL Multiphysics?模擬裂隙對(duì)巖體滲流的影響 ￥30
研究了理想裂隙引起的流動(dòng)擾動(dòng)及其幾何排列對(duì)裂隙巖體穩(wěn)態(tài)滲流（有效滲透率、壓力分布、流線等）的影響；
參考論文：Fluid flow partitioning between fractures and a permeable rock matrix,
https://doi.org/10.1029/2003GL019027
論文原圖：
COMSOL Multiphysics?計(jì)算云圖（由于參數(shù)不同，云圖存在些許差別）：
為了方便對(duì)比，不同裂隙幾何、參數(shù)影響結(jié)果都放在同一個(gè)模型不同研究中了。
技能包含：模型計(jì)算設(shè)置方式；計(jì)算云圖后處理方式（參考論文）；等效滲透率計(jì)算方式
展開(kāi) ABAQUS中非均質(zhì)煤巖體的水力壓裂模擬 ￥80
今天給大家?guī)?lái)一個(gè)有關(guān)水力壓裂模擬的案例，廢話少說(shuō)直接上論文：
非均質(zhì)彈塑性煤體水壓致裂裂紋形態(tài)研究 - 中國(guó)知網(wǎng) (cnki.net)
模擬裂紋擴(kuò)展的方法有很多，但我覺(jué)得FDEM方法是模擬縫網(wǎng)形態(tài)的最好方法，這篇論文使用ABAQUS通過(guò)二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)FDEM方法，相關(guān)方法星辰北極星大佬早就使用過(guò)了，這里我們主要解決兩個(gè)問(wèn)題：
1、材料非均質(zhì)性的實(shí)現(xiàn)方法
2、多射孔多注入點(diǎn)的集中流量注入實(shí)現(xiàn)
模擬的基本模型很簡(jiǎn)單，辦公室的工作站只夠帶動(dòng)的二維的；因?yàn)榭紤]了地層的非均質(zhì)性，所以計(jì)算不易收斂，這個(gè)二維模型為100w自由度，40核工作站算一步10分鐘左右，單步增量時(shí)長(zhǎng)1e-5到-7的樣子，所以還請(qǐng)大家斟酌后建模。具體模型如下圖：15m*15m的地層中有一簇射孔，詳細(xì)尺寸圖中已經(jīng)給出啦。
這一簇射孔在際水力壓裂中是一個(gè)分隔段，我們需要將中間四個(gè)注液點(diǎn)耦合到一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，給這個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置集中注液流量，被耦合的四個(gè)點(diǎn)根據(jù)孔隙壓力自己平衡每個(gè)點(diǎn)的注液流量。
展開(kāi) COMSOL基于漿液黏度時(shí)空變化的水平裂隙巖體注漿擴(kuò)散數(shù)值模擬 ￥210
速凝類漿液的雙液混合注漿方式及其黏度時(shí)變特性導(dǎo)致漿液擴(kuò)散區(qū)內(nèi)黏度空間分布不均勻。基于此，認(rèn)為速凝類漿液流型為具有黏度時(shí)變性的賓漢流體，研究其在靜水條件下水平裂隙中的注漿擴(kuò)散過(guò)程，建立恒定注漿速率條件下考慮漿液黏度時(shí)空變化的水平裂隙注漿擴(kuò)散理論模型，推導(dǎo)漿液擴(kuò)散區(qū)內(nèi)的黏度及壓力時(shí)空分布方程，進(jìn)而得到注漿壓力與注漿時(shí)間及漿液擴(kuò)散半徑的關(guān)系。
Dyna求解的工程爆破模擬-隧道爆破開(kāi)挖
10.添加炸藥材料及空氣材料模型、狀態(tài)方程、及ALE屬性
參見(jiàn)我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗爆>“9.給添加炸藥材料及介質(zhì)材料模型、狀態(tài)方程、及ALE屬性”。
11.添加多物質(zhì)流固耦合
參見(jiàn)我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗爆>“10.多物質(zhì)流固耦合添加”。其中MASTER組件包括空氣及炸藥組件，Sla-ve組件包括巖石及隧道組件。
12.添加無(wú)反射邊界條件
參見(jiàn)我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗爆>“11.添加無(wú)反射邊界條件”。
13.導(dǎo)出模型
參見(jiàn)我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗爆>“12.導(dǎo)出模型”。
14.空氣及炸藥匹配材料模型、狀態(tài)方程、及ALE屬性
參見(jiàn)我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗爆>“13.介質(zhì)及炸藥匹配材料模型、狀態(tài)方程、及ALE屬性”。
15.提交計(jì)算
參見(jiàn)我的CSDN博客<Dyna求解的工程爆破模擬-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗爆>“14.提交計(jì)算”。
展開(kāi) Ubiquitous節(jié)理巖體模擬(Ubiquitous Joint Rock Mass Modelling)
1 引言
Ubiquitous節(jié)理巖體模擬最初在FLAC中引入，Sainsbury等人(2008)在SRM中使用了UJRM，從而在FLAC3D模型中考慮了巖體強(qiáng)度和各向異性, 能夠研究完整巖石內(nèi)聚力的逐漸減弱和Ubiquitous節(jié)理破壞, [Sainsbury, B. et al. (2008) Analysis of cave behaviour using a Synthetic Rock Mass (SRM) – Ubiquitous Joint Rock Mass (UJRM) modelling technique.]，他們的方法與Pierce等人(2007)和Mas Ivars等人(2008)的方法不同，沒(méi)有使用PFC3D，而是用FLAC3D評(píng)估來(lái)自較小模型模擬的巖體屬性。Lavoie(2011) 提出了一個(gè)UJRM的解析解[Thierry Lavoie (2011) An Analytical Geomechanical Upscaling Approach for Modeling Jointed Rock Mass Behaviour Using Ubiquitous Joints. UBC MS. Thesis. 186p.]。這個(gè)筆記簡(jiǎn)要討論了ADONIS的Ubiquitous本構(gòu)模型，并與FLAC/Slope中的Ubiquitous模型作了比較。
2 ADONIS模擬
一個(gè)簡(jiǎn)單的Ubiquitous節(jié)理巖體邊坡如下圖所示。
(1) 項(xiàng)目設(shè)置
在項(xiàng)目設(shè)置中，主要設(shè)置合適的單位和重力加速度。
(2) 網(wǎng)格劃分
邊坡的幾何形狀可以在ADONIS內(nèi)直接輸入坐標(biāo)，選擇6節(jié)點(diǎn)的三角形單元，最大邊長(zhǎng)取0.75。
(3) 邊界條件
邊界使用xyfix命令固定三邊，邊坡面不能固定。
展開(kāi) 擴(kuò)展有限元(XFEM)模擬巖體節(jié)理網(wǎng)絡(luò)(DFN | Joint Network）
1 引言
節(jié)理巖體邊坡穩(wěn)定性分析是巖石工程數(shù)值模擬最具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題之一，因?yàn)楣?jié)理的分布模式及其強(qiáng)度對(duì)邊坡穩(wěn)定性有重大影響，而這兩個(gè)因素在很大程度上都是不確定的。當(dāng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析時(shí)，有兩種不同途徑處理節(jié)理化巖體的應(yīng)力和應(yīng)變行為，最常用的方法是離散元法，離散元法把節(jié)理作為邊界來(lái)處理，由節(jié)理切割而成的巖塊可以是剛性體，也可以是變形體，這種方法最廣泛應(yīng)用的程序是UDEC和3DEC，本公眾號(hào)有近200篇文章討論了這種方法；另一種方法是把巖體作為連續(xù)性介質(zhì)，節(jié)理當(dāng)作另一種材料模型，但節(jié)理置于有限元網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)巖體發(fā)生變形時(shí)，節(jié)理隨著單元網(wǎng)格移動(dòng)，但不能象離散元那樣節(jié)理產(chǎn)生分離【Voronoi多邊形在有限元中的應(yīng)用】，如下左圖所示。不過(guò)，這種處理方法在復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)中會(huì)表現(xiàn)出顯著的缺點(diǎn)，因?yàn)樵谶@種情形下節(jié)理不能完全適應(yīng)網(wǎng)格的劃分。為了克服這一限制，引入了隱式的節(jié)理網(wǎng)絡(luò)巖體模擬方法---擴(kuò)展有限元方法(XFEM), XFEM能夠單獨(dú)識(shí)別節(jié)理，與網(wǎng)格劃分無(wú)關(guān)。節(jié)理不必置于有限元網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)上，可以自由分布在所研究的域內(nèi)，如下右圖所示。
2 XFEM工作機(jī)理
擴(kuò)展有限元法(XFEM)【Abaqus 2021 擴(kuò)展有限元 XFEM新功能；[最新文獻(xiàn)]錨桿加固全飽和斷裂多孔介質(zhì)的數(shù)值過(guò)程】是21世紀(jì)初開(kāi)發(fā)的一種新的數(shù)值方法[Belytschko T., Black T., 1999, Elastic crack growth in finite elements with minimal remeshing, International Journal for Numerical methods in Engineering, 45, 601-620.]
展開(kāi) 巖石爆破k文件手冊(cè)及基于ANSYS/LS-DYNA的巖石深孔爆破數(shù)值模擬方法 ￥149
k文件關(guān)鍵字來(lái)自本人在論文閱讀中搜集提取并總結(jié)，以及大量數(shù)值模擬計(jì)算中調(diào)試的參數(shù)。可套用于巖石爆破數(shù)值模擬。
